(57)【要約】  アブレーションされた組織を視覚化するカテーテルは、カテーテル本体と、カテーテル本体の遠位端部に配置されて照射キャビティを画定する遠位端部材と、照射キャビティ内に配設される光誘導部材とを備える。遠位端部材は、照射キャビティと組織との間で光エネルギーを交換するための１つ以上の開口部を有する。光誘導部材は、光源から受け取った光エネルギーを複数のビームに分割するように構成されており、また、これらビームを、遠位端部材の、対応する１つ以上の開口部を介して、組織に誘導するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アブレーションされた組織を視覚化するカテーテルであって、
カテーテル本体と、
前記カテーテル本体の遠位端部に配置されて照射キャビティを画定する遠位端部材と、
前記照射キャビティ内に配設される光誘導部材と、
を備え、
前記遠位端部材は、前記照射キャビティと組織との間で光エネルギーを交換するための１つ以上の開口部を有し、
前記光誘導部材は、前記遠位端部材の１つ以上の開口部を介して、組織に光エネルギーを誘導するように、かつ、組織から光エネルギーを誘導するように構成されている、
カテーテル。
【請求項２】
前記照射キャビティ内に至るまで延びて前記照射キャビティに対して光の送受を行う１つ以上の光ファイバを更に備える、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項３】
前記遠位端部材はファイバ位置合わせ部材を更に備え、前記ファイバ位置合わせ部材は、前記１つ以上の光ファイバを前記光誘導部材の中心軸と位置合わせするように構成されている、請求項２に記載のカテーテル。
【請求項４】
前記光誘導部材及び前記１つ以上の開口部は、前記カテーテルの長手方向軸に対する径方向及び軸方向に組織を照らすことができるように構成されている、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項５】
前記１つ以上の開口部は前記遠位端部材の側壁に沿って配設され、前記光誘導部材は、前記１つ以上の開口部を介して、前記カテーテルの長手方向軸に対するある角度で光エネルギーを誘導するように形成されている、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項６】
前記光誘導部材は１つ以上の貫通孔を備え、前記遠位端部材は、前記遠位端部材の前壁に配設された１つ以上の開口部を備え、光が前記光誘導部材及び前記前壁の１つ以上の開口部を長手方向に通過することができる、請求項５に記載のカテーテル。
【請求項７】
前記１つ以上の開口部を介してのみ光を反射するように前記光誘導部材が前記１つ以上の開口部と位置合わせされている、請求項５に記載のカテーテル。
【請求項８】
前記１つ以上の開口部は、前記遠位端部材に沿って周方向に配設されて互いに等距離だけ離間され、前記光誘導部材は、前記１つ以上の開口部と位置合わせされた複数の等間隔のファセットを備える、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項９】
前記遠位端部材は、アブレーションエネルギーを組織に供給するように構成され、前記アブレーションエネルギーは、高周波（ＲＦ）エネルギー、マイクロ波エネルギー、電気エネルギー、電磁エネルギー、冷凍エネルギー、レーザーエネルギー、超音波エネルギー、音響エネルギー、化学エネルギー、熱エネルギー及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のカテーテル。
【請求項１０】
超音波トランスデューサを更に備える、請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のカテーテル。
【請求項１１】
位置センサ又はナビゲーションセンサを更に備える、請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のカテーテル。
【請求項１２】
アブレーションされた組織を視覚化するシステムであって、
カテーテルと、
光源と、
光測定器と、
前記光源及び前記光測定器とつながっている１つ以上の光ファイバと、
を備え、
前記カテーテルは、
カテーテル本体と、
前記カテーテル本体の遠位端部に配置されて照射キャビティを画定する遠位端部材と、
前記照射キャビティ内に配設される光誘導部材と、
を備え、
前記遠位端部材は、前記照射キャビティと組織との間で光エネルギーを交換するための１つ以上の開口部を有し、
前記光誘導部材は、前記遠位端部材の１つ以上の開口部を介して、組織に光エネルギーを誘導するように、かつ、組織から光エネルギーを誘導するように構成され、
前記１つ以上の光ファイバは、前記カテーテル本体を通って前記遠位端部材の前記照射キャビティ内に至るまで延び、
前記１つ以上の光ファイバは、前記遠位端部材の外側の組織を照らすために光エネルギーを前記光源から前記光誘導部材に送るように構成され、
前記１つ以上の光ファイバは、組織から反射された光エネルギーを前記光測定器に中継するように構成されている、
システム。
【請求項１３】
前記１つ以上の光ファイバは、ファイババンドル又は単一のファイバを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記遠位端部材はファイバ位置合わせ部材を更に備え、前記ファイバ位置合わせ部材は、前記１つ以上の光ファイバを前記光誘導部材の中心軸と位置合わせするように構成されている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記光誘導部材及び前記１つ以上の開口部は、前記カテーテルの長手方向軸に対する径方向及び軸方向に組織を照らすことができるように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記１つ以上の開口部は前記遠位端部材の側壁に沿って配設され、前記光誘導部材は、前記１つ以上の開口部を介して、前記カテーテルの長手方向軸に対するある角度で光エネルギーを誘導するように形成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記光誘導部材は１つ以上の貫通孔を備え、前記遠位端部材は、前記遠位端部材の前壁に配設された１つ以上の開口部を備え、光が前記光誘導部材及び前記前壁の１つ以上の開口部を長手方向に通過することができる、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記１つ以上の開口部を介してのみ光を反射するように前記光誘導部材が前記１つ以上の開口部と位置合わせされている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記１つ以上の開口部は、前記遠位端部材に沿って周方向に配設されて互いに等距離だけ離間され、前記光誘導部材は、前記１つ以上の開口部と位置合わせされた複数の等間隔のファセットを備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記遠位端部材は、アブレーションエネルギーを組織に供給するように構成され、前記アブレーションエネルギーは、高周波（ＲＦ）エネルギー、マイクロ波エネルギー、電気エネルギー、電磁エネルギー、冷凍エネルギー、レーザーエネルギー、超音波エネルギー、音響エネルギー、化学エネルギー、熱エネルギー及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１２〜請求項１９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２１】
前記カテーテルは超音波トランスデューサを更に備える、請求項１２〜請求項１９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２２】
前記カテーテルは、位置センサ又はナビゲーションセンサを更に備える、請求項１２〜請求項１９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項２３】
アブレーションされた組織を視覚化する方法であって、
カテーテル本体と、
前記カテーテル本体の遠位端部に配置されて照射キャビティを画定する遠位端部材であって、前記照射キャビティと組織との間で光を交換するための１つ以上の開口部を有する前記遠位端部材と、
前記照射キャビティ内に配設される光誘導部材であって、前記遠位端部材の１つ以上の開口部を介して、組織に光を誘導するように、かつ、組織から光を誘導するように構成されている前記光誘導部材と、
を備えるカテーテルを、アブレーションを必要とする心臓組織へ前進させること、
アブレーションされた心臓組織及びアブレーションされていない心臓組織を含む心臓組織の領域内のニコチンアミドアデニンジヌクレオチド水素（ＮＡＤＨ）を励起するために、前記カテーテルの前記遠位端部材の１つ以上の開口部を介して前記光誘導部材に光を誘導させること、
心臓組織から反射された光を前記１つ以上の開口部を介して収集し、この収集された光を光測定器に誘導すること、
心臓組織の前記領域のＮＡＤＨ蛍光を検出するために心臓組織の前記領域を撮像すること、及び、
前記撮像されて照らされた心臓組織の表示を生成すること、
を含み、
前記表示は、前記アブレーションされた心臓組織を、前記アブレーションされていない心臓組織よりも少ない蛍光を呈するものとして示す、
方法。
【請求項２４】
組織を撮像するに先立って、前記遠位端部材により組織をアブレーションすることを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記アブレーションされた心臓組織と前記アブレーションされていない心臓組織とを前記蛍光の量に基づいて区別することによって識別された別のアブレーションされていない心臓組織をアブレーションすることを更に含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記光誘導部材及び前記１つ以上の開口部は、前記カテーテルの長手方向軸に対する径方向及び軸方向に心臓組織を照らすことができるように構成されている、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記照射キャビティ内に至るまで延びて前記照射キャビティに対して光の送受を行う１つ以上の光ファイバを更に備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記遠位端部材はファイバ位置合わせ部材を更に備え、前記ファイバ位置合わせ部材は、前記１つ以上の光ファイバを前記光誘導部材の中心軸と位置合わせするように構成されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記光誘導部材及び前記１つ以上の開口部は、前記カテーテルの長手方向軸に対する径方向及び軸方向に組織を照らすことができるように構成されている、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記１つ以上の開口部は前記遠位端部材の側壁に沿って配設され、前記光誘導部材は、前記１つ以上の開口部を介して、前記カテーテルの長手方向軸に対するある角度で光エネルギーを誘導するように形成されている、請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記光誘導部材は１つ以上の貫通孔を備え、前記遠位端部材は、前記遠位端部材の前壁に配設された１つ以上の開口部を備え、光が前記光誘導部材及び前記前壁の１つ以上の開口部を長手方向に通過することができる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記１つ以上の開口部を介してのみ光を反射するように前記光誘導部材が前記１つ以上の開口部と位置合わせされている、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記１つ以上の開口部は、前記遠位端部材に沿って周方向に配設されて互いに等距離だけ離間され、前記光誘導部材は、前記１つ以上の開口部と位置合わせされた複数の等間隔のファセットを備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
前記遠位端部材は、アブレーションエネルギーを組織に供給するように構成され、前記アブレーションエネルギーは、高周波（ＲＦ）エネルギー、マイクロ波エネルギー、電気エネルギー、電磁エネルギー、冷凍エネルギー、レーザーエネルギー、超音波エネルギー、音響エネルギー、化学エネルギー、熱エネルギー及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２３〜請求項３３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３５】
超音波トランスデューサを更に備える、請求項２３〜請求項３３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３６】
位置センサ又はナビゲーションセンサを更に備える、請求項２３〜請求項３３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３７】
アブレーションされた組織を視覚化するためのシステムであって、
カテーテルと、
アブレーション治療システムと、
視覚化システムと、
イリゲーションシステムと、
組織を超音波により評価するための超音波システムと、
前記カテーテルの位置特定及び誘導を行うためのナビゲーションシステムと、
を備え、
前記カテーテルは、
カテーテル本体と、
前記カテーテル本体の遠位端部に配置されて照射キャビティを画定する遠位端部材と、
前記照射キャビティ内に配設される光誘導部材と、
を備え、
前記遠位端部材は、アブレーションエネルギーを組織に供給するように構成され、
前記遠位端部材は、前記照射キャビティと組織との間で光エネルギーを交換するための１つ以上の開口部を有し、
前記光誘導部材は、前記遠位端部材の１つ以上の開口部を介して、組織に光エネルギーを誘導するように、かつ、組織から光エネルギーを誘導するように構成され、
前記カテーテルは、１つ以上の超音波トランスデューサ及び１つ以上の電磁位置センサを更に備え、
前記アブレーション治療システムは、前記アブレーションエネルギーを組織に供給するために前記遠位端部材とつながっており、
前記視覚化システムは、
光源と、
光測定器と、
前記光源及び前記光測定器とつながっている１つ以上の光ファイバと、
を備え、
前記１つ以上の光ファイバは、前記カテーテル本体を通って前記遠位端部材の前記照射キャビティ内に至るまで延び、
前記１つ以上の光ファイバは、前記照射キャビティと光エネルギーをやり取りするように構成され、
前記イリゲーションシステムは、前記１つ以上の開口部の洗浄を行うためのものであり、
前記超音波システムは、前記１つ以上の超音波トランスデューサとつながっており、
前記ナビゲーションシステムは、前記１つ以上の電磁位置センサとつながっている、
システム。
【請求項３８】
前記アブレーションエネルギーは、高周波（ＲＦ）エネルギー、マイクロ波エネルギー、電気エネルギー、電磁エネルギー、冷凍エネルギー、レーザーエネルギー、超音波エネルギー、音響エネルギー、化学エネルギー、熱エネルギー及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０１５年１０月２１日に出願された米国特許出願第１４／９１９，００４号及び２０１５年７月１９日に出願された米国仮出願第６２／１９４，２７６号の利益及び優先権を主張するものであり、両出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本開示は、概してカテーテルに関し、より具体的にはアブレーション及び視覚化カテーテルに関する。
【背景技術】
【０００３】
心房細動（ＡＦ）は、現在、数百万人が罹患している、世界で最も一般的な持続性不整脈である。米国では、２０５０年までに１０００万人がＡＦに冒されると予測されている。ＡＦは、死亡率と疾病率の増加及び生活の質の悪化を伴い、脳卒中の独立危険因子である。進行するＡＦの実質的生涯リスクは、当該疾病の健康保険負担を際立たせ、米国だけでも７０億ドル超の年間治療費になっている。
【０００４】
ＡＦ患者の症状の殆どが、肺静脈（ＰＶ）内に延びる筋肉スリーブ内から生じる局所的な電気的活動によって誘発されることが知られている。心房細動は、上大静脈又は他の心房構造内、すなわち心臓の伝導系内の他の心臓組織内、の局所的活動によって誘発されることもある。これらの局所的誘因（トリガー）は、リエントリ性電気的活動（又はロータ）によって引き起こされる心房性頻脈を生じさせる可能性があり、その後、心房細動の特徴である多数の電気的小波に細分化する場合もある。更に、長期のＡＦは心臓細胞膜の機能を変化させることがあり、この変化は心房細動を更に持続させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高周波（ラジオ波）アブレーション（Radiofrequency ablation：ＲＦＡ）、レーザーアブレーション、及びクライオ（冷凍）アブレーションは、心房細動を治療するために医師が用いるカテーテルベースのマッピング及びアブレーションシステムの最も一般的な技術である。医師は、カテーテルを用いてエネルギーを誘導し、局所的誘因を破壊するか又は心臓の他の伝導系から誘因を隔離する電気的隔離線を形成する。後者の技術は、一般に肺静脈隔離（ＰＶＩ）と呼ばれるものに使用される。しかし、ＡＦアブレーション処置の成功率は、かなり低迷したままであり、術後１年の再発予測率は３０％〜５０％という高さである。カテーテルアブレーション後の最も一般的な再発理由は、ＰＶＩ線における１つ以上のギャップである。通常、このギャップは、効果のない又は不完全な損傷（lesion）に由来する。この損傷は、処置中には一時的に電気信号を遮断するが、時間が経過すると遮断しなくなって心房細動の再発を促し得る。
【０００６】
従って、術後の経過を改善し、コストを減らすために、適切な損傷を形成し検証するシステム及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のいくつかの態様によれば、アブレーション（焼灼）された組織を視覚化（可視化）するカテーテルを提供する。このカテーテルは、カテーテル本体と、カテーテル本体の遠位端部に配置されて照射キャビティを画定する遠位端部材（遠位先端）と、照射キャビティ内に配設される光誘導部材と、を備える。遠位端部材は、照射キャビティと組織との間で光エネルギーを交換するための１つ以上の開口部を有する。光誘導部材は、遠位端部材の１つ以上の開口部を介して、組織に光エネルギーを誘導するように、かつ、組織から光エネルギーを誘導するように構成されている。
【０００８】
いくつかの実施形態では、カテーテルの遠位端部材は、アブレーションエネルギーを組織に供給するように構成され得る。アブレーションエネルギーは、高周波（ＲＦ）エネルギー、マイクロ波エネルギー、電気エネルギー、電磁エネルギー、冷凍エネルギー（クライオエネルギー）、レーザーエネルギー、超音波エネルギー、音響エネルギー、化学エネルギー、熱エネルギー及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【０００９】
いくつかの実施形態では、光誘導部材及び１つ以上の開口部は、カテーテルの長手方向軸に対する径方向及び軸方向に組織を照らす（照射する）ことができるように構成されている。いくつかの実施形態では、１つ以上の開口部は遠位端部材の側壁に沿って配設され、光誘導部材は、光を分割するように形成されており（形作られており）、具体的には、１つ以上の開口部を介して、カテーテルの長手方向軸に対するある角度で光エネルギーを誘導するように形成されている（形作られている）。いくつかの実施形態では、光誘導部材は１つ以上の貫通孔を備え、遠位端部材は、遠位端部材の前壁に配設された１つ以上の開口部を備え、光が光誘導部材及び前壁の１つ以上の開口部を長手方向に通過することができる。いくつかの実施形態では、カテーテルは、超音波トランスデューサを更に備え得る。
【００１０】
本開示のいくつかの態様によれば、アブレーションされた組織を視覚化するシステムが提供される。このシステムは、カテーテルと、光源と、光測定器と、光源及び光測定器とつながっている１つ以上の光ファイバと、を備える。カテーテルは、カテーテル本体と、カテーテル本体の遠位端部に配置されて照射キャビティを画定する遠位端部材と、照射キャビティ内に配設される光誘導部材と、を備える。遠位端部材は、照射キャビティと組織との間で光エネルギーを交換するための１つ以上の開口部を有する。光誘導部材は、遠位端部材の１つ以上の開口部を介して、組織に光エネルギーを誘導するように、かつ、組織から光エネルギーを誘導するように構成されている。１つ以上の光ファイバは、カテーテル本体を通って遠位端部材の照射キャビティ内に至るまで延びている。１つ以上の光ファイバは、遠位端部材の外側の組織を照らす（照射する）ために光エネルギーを光源から光誘導部材に送るように構成されている。１つ以上の光ファイバは、組織から反射された光エネルギーを光測定器に中継するように構成されている。
【００１１】
本開示のいくつかの態様によれば、アブレーションされた組織を視覚化する方法が提供される。この方法は、カテーテル本体と、カテーテル本体の遠位端部に配置されて照射キャビティを画定する遠位端部材であって、照射キャビティと組織との間で光を交換するための１つ以上の開口部を有する遠位端部材と、照射キャビティ内に配設される光誘導部材であって、遠位端部材の１つ以上の開口部を介して、組織に光を誘導するように、かつ、組織から光を誘導するように構成されている光誘導部材と、を備えるカテーテルを、アブレーションを必要とする心臓組織へ前進させること、アブレーションされた心臓組織及びアブレーションされていない心臓組織を含む心臓組織の領域内のニコチンアミドアデニンジヌクレオチド水素（nicotinamide adenine dinucleotide hydrogen：ＮＡＤＨ）を励起するために、カテーテルの遠位端部材の１つ以上の開口部を介して光誘導部材に光を誘導させること、心臓組織から反射された光を１つ以上の開口部を介して収集し、この収集された光を光測定器に誘導すること、心臓組織の領域のＮＡＤＨ蛍光を検出するために心臓組織の領域を撮像すること、及び、撮像されて照らされた（照射された）心臓組織の表示を生成すること、を含む。前記表示は、アブレーションされた心臓組織を、アブレーションされていない心臓組織よりも少ない蛍光を呈するものとして示す。
【００１２】
いくつかの実施形態では、この方法は、組織を撮像するに先立って、遠位端部材により組織をアブレーションすること、及び、アブレーションされた心臓組織とアブレーションされていない心臓組織とを蛍光の量に基づいて区別することによって識別された別のアブレーションされていない心臓組織をアブレーションすること、を更に含み得る。
【００１３】
本明細書で開示される実施形態は、添付図面を参照して更に説明され、ここで、同様の構造がいくつかの図を通して同様の番号で参照される。示されている図面は必ずしも縮尺通りではなく、その代わりに、本明細書で開示される実施形態の原理を説明することに概して重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示のアブレーション視覚化システムの一実施形態である。
【図２】本開示のアブレーション視覚化システムに関連して使用される視覚化システムの図である。
【図３】本開示のカテーテルの遠位端部材の一実施形態を示す。
【図４Ａ】本開示のカテーテルの光誘導部材の一実施形態を示す。
【図４Ｂ】本開示のカテーテルの光誘導部材の一実施形態を示す。
【図５Ａ】本開示のカテーテルの遠位端部材の一実施形態を示す。
【図５Ｂ】本開示のカテーテルの遠位端部材の一実施形態を示す。
【図６Ａ】本開示のカテーテルの光ファイバ位置合わせ部材を示す。
【図６Ｂ】本開示のカテーテルの光ファイバ位置合わせ部材を示す。
【図６Ｃ】本開示のカテーテルの光ファイバ位置合わせ部材を示す。
【図６Ｄ】本開示のカテーテルの光ファイバ位置合わせ部材を示す。
【図７Ａ】本開示の光誘導部材の一実施形態を示す。
【図７Ｂ】本開示の光誘導部材の一実施形態を示す。
【図８Ａ】本開示のカテーテルの種々の実施形態を示す。
【図８Ｂ】本開示のカテーテルの種々の実施形態を示す。
【図８Ｃ】本開示のカテーテルの種々の実施形態を示す。
【図８Ｄ】本開示のカテーテルの種々の実施形態を示す。
【図９】蛍光溶液を照らす本開示のカテーテルの一実施形態を示す。
【図１０】本開示のシステムを使用する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記で明らかにされた図面は、本明細書に開示される実施形態を示すものであるが、説明に記されているように、他の実施形態も考えられる。本開示は、限定ではなく代表として例示的な実施形態を示す。当業者は、本明細書に開示されている実施形態の原理の範囲及び趣旨を逸脱しない数多くの他の変更形態及び実施形態を考案することができる。
【００１６】
本開示は概して、高周波（ラジオ波）、レーザー、又は、クライオ（冷凍）アブレーションエネルギーを体に印加し、治療的損傷を形成するシステム及び方法に関する。いくつかの実施形態では、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド水素（ＮＡＤＨ）蛍光（ｆＮＡＤＨ）を使用して組織を撮像するために本開示のシステム及び方法が用いられ得る。非限定的な例として、本システム及び方法は、心房細動（ＡＦ）の治療時に使用され得る。
【００１７】
一般に、本システムは、組織とカテーテルとの間で光を交換するための光学系を備えたカテーテルを含み得る。いくつかの実施形態では、本システムは、紫外線（ＵＶ）励起によって誘発される組織のＮＡＤＨ蛍光（ＮＡＤＨ蛍光発光）又はその欠如を直接視覚化できるようにする。組織から返される蛍光シグネチャは、照らされた（照射された）組織内にアブレーション損傷があるか否かを判断するために、及び、アブレーション中に生じつつある損傷についての情報を判断するために使用され得る。この光学的組織探索は、さまざまな組織タイプについて行うことができ、これら組織タイプは、種々の心臓組織、心内膜組織、心外膜組織、心筋組織、弁、血管構造、及び、線維及び解剖学的構造を含むが、これらに限定されない。本開示のシステム及び方法は、限定されるものではないが、コラーゲン及びエラスチンの存在を含む組織構成（組成）の分析に使用され得る。しかしながら、ここに開示された方法及びシステムは、他の組織タイプにおける損傷を分析することにも適用可能な場合もある。分析される損傷は、アブレーション処置の間にアブレーションエネルギーを印加することによって作成され得る。いくつかの実施形態では、アブレーション又は他の手段によって作成された既存の損傷を、本明細書に開示された方法及びシステムを用いて分析してもよい。
【００１８】
図１を参照すると、アブレーション治療を行うためのシステム１００は、アブレーション治療システム１１０と、視覚化（可視化）システム１２０と、カテーテル１４０とを備え得る。いくつかの実施形態では、システム１００は、イリゲーション（灌注）システム１７０も備え得る。このシステムは、ディスプレイ（表示部）１８０も備え得る。以下に記載されるように、ディスプレイ１８０は、別個のディスプレイであってもよく、又は、視覚化システム１２０の一部であってもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、アブレーション治療システム１１０は、カテーテル１４０にアブレーションエネルギーを供給するように設計される。アブレーション治療システム１１０は１つ以上のエネルギー源を備え得る。該エネルギー源は、高周波（radiofrequency：ＲＦ）エネルギー、マイクロ波エネルギー、電気エネルギー、電磁エネルギー、冷凍エネルギー（クライオエネルギー）、レーザーエネルギー、超音波エネルギー、音響エネルギー、化学エネルギー、熱エネルギー、又は、組織をアブレーション（焼灼）するのに使用可能な他のいずれかのタイプのエネルギーを発生できる。いくつかの実施形態では、このシステムは、ＲＦ発生器、イリゲーションポンプ１７０、灌注先端（irrigated-tip）アブレーションカテーテル１４０、及び視覚化システム１２０を備える。
【００２０】
図２を参照すると、視覚化システム１２０は、光源１２２、光測定器１２４、及びコンピュータシステム１２６を備え得る。
【００２１】
いくつかの実施形態では、光源１２２は、健康な心筋細胞で蛍光発光を誘起させるために、標的蛍光体（target fluorophore）（いくつかの実施形態では、ＮＡＤＨ）の吸収範囲内の出力波長を有し得る。いくつかの実施形態では、光源１２２は、ＮＡＤＨ蛍光を励起するためのＵＶ光を生成できる固体レーザーである。いくつかの実施形態では、波長は約３５５ｎｍ又は３５５ｎｍ±３０ｎｍであり得る。いくつかの実施形態では、光源１２２はＵＶレーザーであり得る。レーザーによって生成されたＵＶ光は、照射のためにはるかに多くの出力を提供してよく、カテーテルのいくつかの実施形態で使用されるように、ファイバベースの照射システムに更に効率的に組み合わされてよい。いくつかの実施形態では、本システムは、出力を１５０ｍＷまで調整できるレーザーを使用することができる。
【００２２】
光源１２２の波長範囲は、対象の解剖学的構造（生体組織）によって限定されてよく、わずかに短い波長でのみ吸収ピークを示すコラーゲンの過剰蛍光を励起させることなく最大ＮＡＤＨ蛍光を生じさせる波長をユーザが具体的に選択してもよい。いくつかの実施形態では、光源１２２の波長は、３００ｎｍ〜４００ｎｍである。いくつかの実施形態では、光源１２２の波長は、３３０ｎｍ〜３７０ｎｍである。いくつかの実施形態では、光源１２２の波長は、３３０ｎｍ〜３５５ｎｍである。いくつかの実施形態では、狭帯域３５５ｎｍの光源が使用され得る。光源１２２の出力パワーは、回復可能な組織蛍光シグネチャを生成するのに十分な高さであるが、細胞損傷を誘発するほど高くないものであり得る。以下に説明するように、カテーテル１４０に光を供給するために光源１２２が光ファイバに接続され得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、本開示のシステムは、光測定器１２４としてスペクトロメータを使用し得る。いくつかの実施形態では、光測定器１２４は、組織の蛍光を分析及び観察するためにコンピュータシステム１２６に接続されたカメラを備え得る。いくつかの実施形態では、このカメラは、ＮＡＤＨ蛍光に対応する波長に対して高量子効率を有し得る。そのようなカメラの１つは、Andor社のiXon DV860である。スペクトロメータ１２４は、組織を視覚化（可視化）するためにカテーテル１４０内まで延ばされ得る撮像バンドルに接続され得る。いくつかの実施形態では、分光のための撮像バンドルと照射のための光ファイバとが組み合わされ得る。ＮＡＤＨ蛍光発光帯域の外側の光を遮断するために、撮像バンドルとカメラとの間に４３５ｎｍ〜４８５ｎｍの範囲内（いくつかの実施形態では４６０ｎｍ）の光バンドパスフィルタ（光帯域通過フィルタ）が挿入され得る。いくつかの実施形態では、撮像される組織のピーク蛍光に従って選択されるＮＡＤＨ蛍光発光帯域の外側の光を遮断するために、撮像バンドルとカメラとの間に、他の光バンドパスフィルタが挿入され得る。
【００２４】
いくつかの実施形態では、光測定器１２４はＣＣＤ（電荷結合素子）カメラであり得る。いくつかの実施形態では、可能な限り多くの光子を収集できるように、また、画像のノイズを最小にできるように、スペクトロメータ１２４が選択され得る。通常、生細胞の蛍光撮像のためには、ＣＣＤカメラは約４６０ｎｍにおいて少なくとも５０〜７０％の間の量子効率を有する必要があり、これは３０〜５０％の光子が無視されることを示す。いくつかの実施形態では、カメラは４６０ｎｍにおいて約９０％の量子効率を有する。カメラは、８０ＫＨｚのサンプルレートを有し得る。いくつかの実施形態では、スペクトロメータ１２４は、８ｅ−（電子）以下の読み出しノイズを有し得る。いくつかの実施形態では、スペクトロメータ１２４は、３ｅ−の最小読み出しノイズを有する。他の光測定器を、本開示のシステム及び方法で用いてもよい。
【００２５】
光ファイバ１５０は、集められた光をロングパスフィルタに送ることができ、このロングパスフィルタは、３５５ｎｍの反射励起波長を遮断するが、該フィルタのカットオフより上の波長で組織から放出された蛍光を通過させる。組織からのフィルタ処理された光は、次に、高感度スペクトロメータ１２４で捕捉及び分析され得る。コンピュータシステム１２６は、スペクトロメータ１２４から情報を取得し、それを医師に表示する。コンピュータ１２６は、光源１２２の制御、スペクトロメータ１２４の制御、及び、特定用途向けソフトウェアの実行を含むいくつかの追加機能を提供することもできる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、光データを分析することにより生成されたデジタル画像を使用して、損傷の２Ｄ（２次元）及び３Ｄ（３次元）再構成を行い、これは、サイズ、形状、及び、分析に必要なその他の任意の特徴を示し得る。いくつかの実施形態では、撮像バンドルがスペクトロメータ１２４に接続され得る。スペクトロメータ１２４は、ディスプレイ１８０に表示可能な、ＮＡＤＨ蛍光（ｆＮＡＤＨ）から検討された損傷のデジタル画像を生成し得る。いくつかの実施形態では、この画像をリアルタイムでユーザに表示することができる。この画像を、ソフトウェアを用いて分析し、リアルタイムの詳細（例えば、画像の特定の部位における強度又は放射エネルギー）を得ることで、追加の治療介入が必要であるか又は望ましいかについてユーザが判断するのを助けることも可能である。いくつかの実施形態では、ＮＡＤＨ蛍光は、コンピュータシステム１２６に直接送られ得る。
【００２７】
いくつかの実施形態では、アブレーションの間及び後に、光測定器で取得された光学データを分析することで、損傷に関する情報を提供することができる。この損傷に関する情報は、損傷の深さや損傷のサイズ（これらに限定されるものではない）を含む。いくつかの実施形態では、光測定器からのデータを分析することで、カテーテル１４０が心筋表面と接触しているかどうか、及び、カテーテルの先端（tip）によって心筋表面にどれだけの圧力が加えられているかを判断することができる。いくつかの実施形態では、スペクトロメータ１２４からのデータを分析することで、組織中のコラーゲン又はエラスチンの存在を判断する。いくつかの実施形態では、光測定器からのデータが分析され、損傷の進行、損傷の質、心筋との接触、組織のコラーゲン含有量、及び、組織のエラスチン含有量に関するリアルタイムフィードバックをユーザに提供するようにグラフィカルユーザインタフェースを介してユーザに視覚的に示される。
【００２８】
いくつかの実施形態では、本開示のシステム１００は、超音波システム１９０を更に備え得る。カテーテル１４０は、超音波システムとつながる（通信する）超音波トランスデューサを備え得る。いくつかの実施形態では、超音波は、組織深さを示すことができ、この組織深さは、代謝活性又は損傷の深さと組み合わされて、断定的に言えば、損傷が実際に貫壁性であるか否かを判断することに使用できる。いくつかの実施形態では、カテーテル１４０は、以下で説明するように、ロケーション又はナビゲーションシステム２００とつながる（通信する）位置センサ又はナビゲーションセンサを備え得る。
【００２９】
図１を再び参照すると、カテーテル１４０は、近位端部１４４及び遠位端部１４６を有するカテーテル本体１４２を含む。カテーテル本体１４２は、生体適合性材料から作製されてよく、アブレーション部位へカテーテル１４０を誘導及び前進させることができるように十分な可撓性を有し得る。いくつかの実施形態では、カテーテル本体１４２は、さまざまな剛性の領域を有し得る。例えば、近位端部１４４から遠位端部１４６に向かってカテーテル１４０の剛性が増加し得る。いくつかの実施形態では、カテーテル本体１４２の剛性は、所望の心臓位置へカテーテル１４０を送ることができるように選択される。いくつかの実施形態では、カテーテル１４０は、操作可能なイリゲーション式高周波（ＲＦ）アブレーションカテーテルであり得る。このカテーテルは、シースを通って、心臓の左側の場合には一般的なアクセスツールを用いた標準的な経中隔処置により、心内膜空間に送られ得る。カテーテル１４０は、近位端部１４４にハンドル１４７を備え得る。器具又は材料をカテーテル１４０に通せるように、ハンドル１４７はカテーテルの１つ以上の内腔（lumen）と連通し得る。いくつかの実施形態では、ハンドル１４７は、治療用の標準的なＲＦ発生器及びイリゲーションシステムのための接続部を備え得る。いくつかの実施形態では、カテーテル１４０は、照射（照明）及び分光のための光ファイバ１５０を収容するように構成された１つ以上のアダプタも備え得る。
【００３０】
図３を参照すると、カテーテル１４０は、側壁１５６と前壁１５８とを有する遠位端部材（遠位先端（distal tip））１４８を遠位端部１４６に備え得る。前壁１５８は、例えば、平坦状、円錐状、又はドーム状であり得る。いくつかの実施形態では、遠位端部材１４８は、電位図用センシングのような診断用、アブレーションエネルギーを放出するためなどの治療用、又はその両方のために、電極として機能するように構成され得る。アブレーションエネルギーが必要とされるいくつかの実施形態では、カテーテル１４０の遠位端部材１４８は、アブレーション電極又はアブレーション要素として機能し得る。
【００３１】
ＲＦエネルギーが提供される実施形態では、遠位端部材１４８をＲＦエネルギー源（カテーテルの外部）に接続するための配線をカテーテルの内腔に通すことができる。遠位端部材１４８は、カテーテルの１つ以上の内腔と連通するポートを備え得る。遠位端部材１４８は任意の生体適合性材料から作製され得る。いくつかの実施形態では、遠位端部材１４８が電極として機能するように構成される場合、遠位端部材１４８は、プラチナ、プラチナ−イリジウム、ステンレス鋼、チタン又は類似の材料（これらに限定されるものではない）を含む金属で作製され得る。
【００３２】
図３を参照すると、光ファイバ又は撮像バンドル１５０は、視覚化システム１２０から、カテーテル本体１４２を通って、遠位端部材１４８により画定される照射（照明）キャビティ又は区画１５２に達し得る。遠位端部材１４８には、照射キャビティ１５２と組織との間で光エネルギーを交換するための１つ以上の開口部１５４が設けられ得る。いくつかの実施形態では、複数の開口部１５４があっても、アブレーション電極としての遠位端部材１４８の機能は損なわれない。この光は、ファイバ１５０によって遠位端部材１４８に届けられて、遠位端部材１４８の近傍の組織を照らす（遠位端部材１４８の近傍の組織に照射される）。この照射光は、反射されるか、又は組織を蛍光発光させる。組織によって反射された光及び組織から蛍光発光された光は、遠位端部材１４８内の光ファイバ１５０によって集められ、視覚化システム１２０に戻され得る。いくつかの実施形態では、光誘導部材１６０に光を誘導してカテーテル１４０の外側の組織を１つ以上の方向で照らし（照射し）、かつ、組織から光を収集するために、同じ光ファイバ又はファイババンドル１５０が使用され得る。
【００３３】
いくつかの実施形態では、１つ以上の開口部１５４は、遠位端部材１４８の側壁１５６、前壁１５８、又はその両方に設けられ得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の開口部１５４は、周方向（円周方向）に遠位端部材１４８に沿って遠位端部材１４８の全周に配設され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の開口部１５４は互いに等距離のところに配設され得る。開口部の個数は、所望の視野角範囲により決定され得る。例えば、３つの等間隔の開口部の場合、１２０度（３６０度÷３）単位で照射光及び戻り光が発生する。いくつかの実施形態では、１つ以上の開口部１５４は、遠位端部材１４８の側壁１５６に沿う複数列で設けられ得る。いくつかの実施形態では、遠位端部材１４８は側壁１５６に３つ又は４つの開口部を備え得る。いくつかの実施形態では、前壁１５８の中央に単一の開口部が設けられ得る。いくつかの実施形態では、前壁１５８に複数の開口部１５４が設けられ得る。いくつかの実施形態では、遠位端部材１４８に３つの側面開口部及び１つの前面開口部が設けられる。１つ以上の開口部１５４は、イリゲーションシステムと接続するイリゲーションポートとしても機能し得る。いくつかの実施形態では、光の誘導は一部の側面開口部１５４からのみ行われる。例えば、いくつかの実施形態では、側壁１５６に６つの開口部が存在する場合、光の誘導は３つの開口部からのみ行われ、他の開口部はイリゲーション（灌注、洗浄）に使用され得る。
【００３４】
複数の経路を介して（カテーテルの長手方向中心軸に対して軸方向及び径方向に）照射キャビティ１５２と組織との間で光エネルギーの交換を可能にするために、照射キャビティ１５２内に光誘導部材１６０が設けられ得る。光誘導部材１６０は、照射光を組織に誘導し得、また、遠位端部材１４８内の１つ以上の開口部１５４を通って戻された光を光ファイバ１５０に誘導し得る。光誘導部材１６０は、光を反射するか又は光を反射するように変化できる表面を有する任意の生体適合性材料から作製され得る。この材料は、例えば、ステンレス鋼、プラチナ、プラチナ合金、石英、サファイア、溶融シリカ、金属化プラスチック、又は他の同様な材料などである。いくつかの実施形態では、光誘導部材１６０は、高度に研磨されたミラー（鏡）を備え得る。光誘導部材１６０は、円錐状（すなわち、滑らか）又は任意の個数の側面を有する多面状（ファセット状）であり得る。光誘導部材１６０は、任意の所望の角度で光を曲げるように形成され得る（形作られ得る）。いくつかの実施形態では、光誘導部材１６０は、１つ以上の開口部を介してのみ光を反射するように形成され得る（形作られ得る）。いくつかの実施形態では、光誘導部材１６０の材料は、３１０ｎｍ〜３７０ｎｍの間の照射にさらされたときに蛍光発光しない材料から選ばれる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、図３に示されているように、光誘導部材１６０は、ミラーの中心線を通る１つ以上の孔１６２を含むことが可能であり、これにより、照射光及び反射光が、カテーテル１４０に沿って真っすぐに軸方向に両方向に通過可能となる。このような軸方向経路は、遠位端部材１４８の最も遠位側の表面が生体組織と接触しているときに有用であり得る。代わりとなる径方向経路は、心房細動の治療で一般的な肺静脈隔離処置の間の患者の左心房で時々あるように、生体組織によって遠位端部材１４８の最も遠位側の表面が標的部位に接触できない場合に有用であり得る。いくつかの実施形態では、多くの場合に生理食塩水である冷却流体を光が通過するので、すべての経路で、レンズ効果が不要となり得ると共に、光学系がイリゲーションシステム１７０と両立（適合）できる。イリゲーションシステム１７０は、孔１６２から血液を洗い流す役割も果たし、それによって光学部品を清潔に維持することができる。
【００３６】
図４Ａを参照すると、光誘導部材１６０は、複数の角度付きファセット（小平面）１６６を備えた前面１６４を有し得る。いくつかの実施形態では、光誘導部材１６０は、３つ又は４つの等距離ファセットを備え得るが、これよりも多いか又は少ないファセットが使用されてもよい。いくつかの実施形態では、ファセット１６６の個数は側壁１５６の開口部１５４の個数と一致し得る。いくつかの実施形態では、ファセット１６６の個数は側壁１５６の開口部１５４の個数よりも少ない場合がある。いくつかの実施形態では、ファセット１６６は、図４Ｂに示すように、光誘導部材１６０の中心軸に対して４５度（カテーテルの軸に対して１３５度）で配置され得る。いくつかの実施形態では、ファセット１６６は、光をより遠位方向又はより近位方向に誘導するために、４５度よりも大きい角度又は小さい角度で配置され得る。
【００３７】
図５Ａを参照すると、光ファイバ１５０から光誘導部材１６０上に誘導された光は、光誘導部材１６０により反射され得る。反射光の一部は、遠位端部材１４８の側壁１５６の１つ以上の開口部１５４を通って遠位端部材１４８から出射し得る。光誘導部材は、光誘導部材に当たった光ビームを複数のビームに分離又は分割し、分割されたビームを、対応する開口部１５４を介して出射するように特定的に誘導可能である。このようにして、光源からの光の強度を実質的に保存し、組織への照射強度を増大することができる。一方、光誘導部材が開口部１５４に光を集束させず、光が照射キャビティを通って拡散する場合、組織を照らす光（組織に照射される光）の強度が組織の撮像には不十分となり得る。更に、いくつかの実施形態では、光誘導部材は、組織から反射された光ビームを収集し、それを光ファイバに誘導するように構成され、光ファイバは、光ビームを光測定器に中継することができる。いくつかの実施形態では、組織から受けたビームは、光ファイバに送られるに先立って組み合わされ得る。いくつかの実施形態では、照射キャビティに送られるすべての光は、光誘導部材により誘導されて、開口部１５４を通って照射キャビティ１５２から出射し得る。更に、光誘導部材１６０の孔１６２及び遠位端部材１４８の前壁１５８の開口部１５４も光が通過することができる。光誘導部材１６０、光ファイバ１５０及び開口部１５４を位置合わせすることによって、組織に対する光の強度が調整及び最大化され得る。ファセット１６６の角度、開口部１５４のサイズ、個数、及び位置、並びに光誘導部材１６０の孔のサイズ、個数、及び位置を調整及び最適化することによって、光誘導部材１６０の開口部を介してカテーテルの遠位端部材１４８で照射された組織からの戻り光と、開口部１５４を介して照射された組織からの戻り光との所望のバランスがもたらされ得る。
【００３８】
図５Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、開口部１５４は、光誘導部材１６０のファセット１６６と一直線上にあり得る。いくつかの実施形態では、開口部１５４とファセット１６６との対応は１：１とは異なり得る。いくつかの実施形態では、カテーテル１４０は、光誘導部材１６０の３つのファセット又は４つのファセット１６６にそれぞれ対応する３つの開口部又は４つの開口部を備え得る。いくつかの実施形態では、いくつかの開口部１５４は、開口部１５４及び光誘導部材１６０の形状及び向き（姿勢）に起因して光交換に使用されなくてもよく、イリゲーションのためにしか使用されないことに留意されたい。図５Ｂに示すように、開口部１５４ａは、光交換のためにファセット１６６と位置合わせされ得るが、開口部１５４ｂはファセット１６６と位置合わせされていない。ゆえに、開口部１５４ｂは、追加の光を交換する場合でも主にイリゲーションに使用される。
【００３９】
図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、光ファイバ１５０を光誘導部材１６０と位置合わせする（一直線にする）ために、ファイバ位置合わせ部材（ファイバアライナ）１６８が遠位端部材１４８内に設けられ得る。ファイバ位置合わせ部材１６８は、ファイバ内腔（fiber lumen）１７０を備え得る。光ファイバ１５０を光誘導部材１６０と位置合わせするために、光ファイバ１５０がファイバ内腔１７０を通って前進し得る。いくつかの実施形態では、光誘導部材１６０のファセット１６６が一様に照射されるように、かつ、長手方向への照射及び戻りのための中心孔での照射を可能にするように、光ファイバ１５０の中心軸が、光誘導部材１６０の中心軸と位置合わせされ得る（一直線にされ得る）。例えば、光ファイバ１５０を光誘導部材１６０の中心に配置させるように、ファイバ内腔１７０はファイバ位置合わせ部材１６８の中心軸に沿って延び得る。対象のアブレーション用途の組織蛍光を最大化するために、光誘導部材１６０の中心孔と開口部１５４との間に望ましい配光を行うように、ファイバ位置合わせ部材１６８におけるファイバの位置が最適化され得る。
【００４０】
図６Ｃ及び図６Ｄに示すように、ファイバ位置合わせ部材１６８は遠位端部材１４８に挿入され得る。光ファイバ１５０は、ファイバ位置合わせ部材１６８のファイバ内腔１７０を通って前進するときに、光誘導部材１６０に対して所望の向き及び姿勢をとり得る。
【００４１】
再度図６Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、ファイバ位置合わせ部材１６８は、１つ以上の切欠き１７２及び１つ以上のポート１７４を備え得る。このようにして、ファイバ位置合わせ部材１６８がカテーテル１４０の遠位端部１４６に挿入されると、切欠き１７２及びポート１７４によって、器具及び物質（例えばイリゲーション流体及び遠位端部材１４８へのアブレーション用の電極配線など）を通すことができる。
【００４２】
図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、光誘導部材１６０は、光誘導部材１６０のファセット１６６を１つ以上の開口部１５４と位置合わせするのに役立つキー部材１７４を備え得る。光誘導部材１６０のファセットの角度は、遠位端部材１４８の開口部１５４と整合し得る。これらが不整合である場合、光路は非効率なものになりかねない。この整合を保証するために、いくつかの実施形態では、ファセット１６６と開口部との整合が確定的となるように、光誘導部材１６０及び遠位端部材１４８は対称的なキー機構を有する。所定の位置に配置されると、光誘導部材１６０を遠位端部材１４８に固定するのに種々の技術が用いられ得る。
【００４３】
図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、光誘導部材１６０は、一度に一方向にのみ光の照射及び受光が可能な単一のファセットミラーを備え得る。いくつかの実施形態では、側壁１５６の開口部１５４を標的部位と位置合わせするために、そのような光誘導部材１６０はカテーテル１４０に対して回転可能であり得る。回転ミラーを提供する多くの方法があり、該方法は、光誘導ミラーに接続されたカテーテル１４０のハンドル１４７にトルク機構を有する水力タービン機構（これに限定されない）を含み得る。図８Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、固定ミラーに、ファセット形状とは異なる円錐形状が与えられ得る。図８Ｃ及び図８Ｄは、６つのファセットを備えた光誘導部材１６０の別の実施形態を示す。
【００４４】
図９は、観察者に向けて配置された本開示のカテーテル１４０を示す。ＮＡＤＨと同じ波長において蛍光を発する溶液の小瓶がカテーテル１４０の隣に保持されるとき、遠位端部材１４８から径方向に発する光路が溶液の小瓶と相互作用している。遠位端部材１４８の反対側から発する光路は、蛍光が欠如しているために見えない。
【００４５】
上記のように、システム１００はイリゲーションシステム１７０も備え得る。いくつかの実施形態では、イリゲーションシステム１７０は、アブレーション治療中に先端電極を冷却するためにカテーテル内に生理食塩水を送り込む。これにより、スチームポップ及び炭化（すなわち、先端に付着し、後に脱落して血栓溶解事象の原因となりかねない凝塊）の形成を防止するのを助けることができる。提案する光学系では、流体の流れは、取り除かれなければ照射光を吸収するであろう血液を、遠位端部材１４８の開口部から取り除くことができる。
【００４６】
イリゲーションシステム１７０は、遠位端部材１４８の１つ以上の開口部に接続され得、多くの他の考えられる用途のうち、例えば、流体で開口部を洗浄すること、先端（遠位端）から血液を取り除くこと、組織−電極インターフェース（組織と電極との接触部分）を冷却すること、血栓形成を防ぐことに使用され得る。いくつかの実施形態では、イリゲーション流体は、１つ以上の開口部１５４を連続的に洗浄するために、カテーテルの外側の圧力に対して正の圧力で維持される。
【００４７】
図１０を参照すると、本開示のシステム１００の運用（作動）が示されている。最初に、肺静脈／左心房接合部、又は心臓の他の領域など、心房細動を患う心臓組織の領域にカテーテル１４０を挿入する（ステップ１０１０）。血液は、例えばイリゲーションにより視野から取り除かれ得る。罹患領域（患部）は、光誘導部材１６０から反射された紫外線で照射され得る（ステップ１０１５）。照射領域内の組織は、照射の前、後又は照射中にアブレーションされ得る（ステップ１０２０）。１点ずつ行う（point-to-point）ＲＦアブレーション、冷凍アブレーション、レーザー又は他の公知のアブレーション処置のいずれかを、本開示のシステムを用いて行うことが可能である。
【００４８】
更に図１０を参照すると、組織からの光を受けてこの光を光ファイバに誘導する光誘導部材を用いて、照射領域が撮像され得る（ステップ１０２５）。この光ファイバは、光をスペクトロメータに送ることができる。いくつかの実施形態では、本開示の方法は、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ＋）の還元型であるＮＡＤＨの蛍光発光の撮像に依存している。ＮＡＤ＋は補酵素であり、すべての生細胞の好気的代謝酸化還元反応において重要な役割を果たす。このＮＡＤ＋は、ミトコンドリア内で生じるクエン酸回路（トリカルボン酸回路）から電子を受け取ることで酸化剤として働く。従って、このプロセスにより、ＮＡＤ＋は還元されてＮＡＤＨになる。ＮＡＤＨ及びＮＡＤ＋は、細胞の呼吸ユニット（ミトコンドリア）において最も豊富に存在するが、細胞質にも存在する。ＮＡＤＨは、ミトコンドリアにおいて電子及び陽子の供与体であって、細胞の代謝を制御し、ＤＮＡ修復や転写を含む多くの生物学的プロセスに関与する。
【００４９】
ＵＶにより誘起された組織の蛍光を測定することにより、その組織の生化学的状態を知ることが可能である。ＮＡＤＨ蛍光は、細胞代謝活性や細胞死のモニタリングにおけるその使用について研究されてきた。インビトロ及びインビボでのいくつかの研究において、細胞死（アポトーシス又は壊死のいずれか）をモニタリングする内因性バイオマーカーとしてＮＡＤＨ蛍光強度を利用することの可能性が研究されている。ＮＡＤＨが損傷細胞のミトコンドリアから放出されるか又はその酸化型（ＮＡＤ＋）に変換されると、その蛍光は著しく低下し、これは健常組織と損傷組織とを区別する際に非常に有用である。ＮＡＤＨは、酸素が利用できない虚血状態の間に細胞内に蓄積し、蛍光強度を増大させ得る。しかし、死細胞の場合、ＮＡＤＨの存在はすべて消失する。次の表は、ＮＡＤＨ蛍光に基づくさまざまな状態の相対強度をまとめたものである。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
更に図１０を参照すると、ＮＡＤ＋及びＮＡＤＨは共にＵＶ光を非常に容易に吸収するが、ＮＡＤＨはＵＶ励起に反応して自家蛍光を発するのに対し、ＮＡＤ＋は発しない。ＮＡＤＨは、約３４０〜３６０ｎｍのＵＶ励起ピークと約４６０ｎｍの発光ピークを有する。いくつかの実施形態では、本開示の方法は、約３３０ｎｍ〜約３７０ｎｍの間の励起波長を用い得る。従って、適切な器具の使用により、対象領域内の低酸素症及び壊死組織のリアルタイム観測として発光波長を画像化することが可能である。更に、いくつかの実施形態では、ＮＡＤＨ蛍光に比例するグレースケールレンダリングによって相対的な距離（relative metric）が把握され得る。
【００５２】
低酸素状態下では、酸素レベルは低下する。その後のｆＮＡＤＨ放出信号の強度は増大して、ミトコンドリアＮＡＤＨが過剰であることを示し得る。低酸素症が未確認のまま残されると、影響を受けた細胞がそのミトコンドリアと共に死滅することにより、最終的には信号の最大減衰が生じることになる。末期的損傷を受けたアブレーションされた組織の周囲を識別するために、ＮＡＤＨレベルの高コントラストが使用され得る。
【００５３】
蛍光撮像を開始するために、ＵＶレーザーなどの光源からのＵＶ光によってＮＡＤＨが励起され得る。組織検体中のＮＡＤＨは、光の励起波長を吸収し、より長い波長の光を放出する。放出光を集めてスペクトロメータに戻し、撮像された照射領域の表示（display）がディスプレイ上に生成され得る（ステップ１０３０）。この表示は、ＮＡＤＨ蛍光の量に基づいて撮像領域内のアブレーションされた組織及びアブレーションされていない組織を識別するために使用される（ステップ１０３５）。例えば、完全にアブレーションされた部位は、蛍光が存在しないため完全に暗い領域として現れ得る。従って、アブレーションされた領域は、より明るく見える周囲のアブレーションされていない心筋と比較すると、顕著に暗く見え得る。この特徴により、健常組織に対して顕著なコントラストが生じ、またアブレーションされた組織と健常組織との間の境界領域に更なるコントラストが生じることで、アブレーションされた領域を検出する能力を高めることができる。この境界領域は、浮腫及び虚血組織であって、そこでは、撮像の際にＮＡＤＨ蛍光が明るい白色で現れる。境界領域は、アブレーションされた中心組織の周りにハロー状（halo：光の輪状）の形状を呈する（見た目を形成する）。
【００５４】
そして、このプロセスは、必要に応じて、別の組織をアブレーションするためにアブレーション工程に戻ることで繰り返され得る。図１０は、順次実行される工程を示しているが、その工程の多くを同時に、ほぼ同時に、又は図１０に示す順序とは異なる順序で実行してよいことを認識されたい。例えば、アブレーション、撮像、及び表示を同時に行うことができ、また、組織をアブレーションしている間に、アブレーションされた組織及びアブレーションされていない組織の識別を行うことができる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、本開示のシステムは、カテーテルと、光源と、光測定器とを備える。いくつかの実施形態では、システムは、光検出ファイバを有する光検出システムを更に備える。光検出システムは、電気的又はＲＦエネルギーノイズから独立しているか、又は、影響を受けない。いくつかの実施形態では、光検出ファイバは電気的に導通せず、また、ＲＦエネルギーは対象範囲の電磁エネルギーをシステムに対して生成しない。
【００５６】
いくつかの実施形態では、システムは、生体系においてカテーテル環境（カテーテルの周囲の状況）を光学的に探索するように構成される（適合される）。いくつかの実施形態では、システムは、ＮＡＤＨ蛍光によりカテーテル環境をリアルタイムで光学的に探索することで、血液プールへの電極の完全浸漬又は部分浸漬の１つ以上を判断又は評価するように構成される。例えば、光学系は、カテーテル先端が血液プールに完全又は部分的に浸漬されていることを推論（インファレンス）によって検出することができる。これは、正の光学的シグネチャを返す組織又は血管系と異なり、血液はこの波長において照射光を完全に吸収し、その結果、ゼロの光学的シグネチャを返すためである。この完全吸収という特徴により、光分離、ひいてはノイズ絶縁がもたらされる。器具はこの状況を、光学的較正のため、及びカテーテル自体によってもたらされる偶然の光学的シグネチャを取り除くために用いることができる。更に、システムは、カテーテル先端と組織との間の定性的及び／又は定量的接触評価、カテーテルの接触安定性の定性的及び／又は定量的評価、リアルタイムのアブレーション損傷の形成、アブレーション損傷の進行モニタリング、損傷を終わらせるべき時期の決定、アブレーション部位の周囲に生じやすく、不完全なアブレーション損傷に関連し得る浮腫領域の特定、アブレーション損傷の深さの特定、損傷の断面積の特定、損傷の温度の特定、蒸気発生の認識、又は蒸気ポップ（スチームポップ）の開始を予測するための別の生理的パラメータの変化の認識、アブレーション損傷の形成中又は形成後の先端電極における炭化物（char）の形成、虚血の検出、虚血レベル（虚血の度合い）の検出、損傷形成後のアブレーション損傷の評価、電気的な衝撃が与えられた心筋を浮腫領域が含むときの再アブレーションのための浮腫領域の特定、及び、代謝的に活性な組織を代謝的に不活性な組織から区別することによる、以前にアブレーションされた組織の位置のマッピング、のために使用され得る。
【００５７】
いくつかの実施形態では、システムは、ＮＡＤＨ蛍光（ｆＮＡＤＨ）の組織パラメータを光学的に探索するように構成される。
【００５８】
いくつかの実施形態では、システムは、組織を光学的に探索するように構成され、システムは、組織の代謝状態及び組織の組織構成を含むパラメータを分析する。
【００５９】
いくつかの実施形態では、システムは、１つの波長で組織に照射する（組織を照らす）ように構成され、照射によっていくつかの光学応答がもたらされる。いくつかの実施形態では、この光学応答は、仮に心筋が健常な代謝状態にあれば、心筋に含まれるＮＡＤＨの蛍光発光を含む。いくつかの実施形態では、コラーゲン又はエラスチンなどの他の組織が、異なる波長において蛍光発光し、システムは、この情報の測定を用いて、カテーテルと接触する組織の構成（すなわち、コラーゲン又はエラスチン）を決定する。いくつかの実施形態では、組織構成（組成）は、心筋、筋肉、心筋構造（弁、血管構造など）、及び、線維性又は解剖学的成分を含む。いくつかの実施形態では、組織構成（組成）は、コラーゲン、エラスチン、及び、線維性又はサポート構造を含む。
【００６０】
いくつかの実施形態では、本開示のカテーテルは、カテーテル本体、先端電極、及び１つ以上の感知電極（検出電極）を備える。いくつかの実施形態では、カテーテルは、異なる可撓性を有する１つ以上の区域を更に備える。該区域は偏向機構と組み合わされており、該偏向機構は、医師が誘導し易いようにカテーテルの遠位部分を曲げることができるように構成されている。いくつかの実施形態では、可撓性を有する区域は、カテーテルの遠位部分に配置されるのに対し、カテーテルの本体はプッシャビリティのために比較的高剛性に保たれる。いくつかの実施形態では、カテーテル体の本体は、医師がカテーテル誘導のためのロボットシステムを使用できるように可撓性を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは可撓性を有し、カテーテルシース内で手動又はロボット制御で操作可能である。
【００６１】
いくつかの実施形態では、カテーテルは、誘導のためにカテーテル先端を偏向させるように構成された偏向機構を更に備える。いくつかの実施形態では、偏向機構は、１つ以上の引張ワイヤーを備える。該ワイヤーは、カテーテルハンドルで操作されて、カテーテルの遠位部分を１つ以上の方向に偏向させるか又は長さ方向を曲げる。いくつかの実施形態では、カテーテルは、電極の遠位端部材と一体の温度センサを更に備える。いくつかの実施形態では、カテーテルは、カテーテルの遠位部、好ましくは遠位電極の先端に配置された１つ以上の超音波トランスデューサを更に備える。超音波トランスデューサは、カテーテル先端の下又はカテーテル先端に隣接する組織の厚さを評価（測定）するように構成される。いくつかの実施形態では、カテーテルは、複数のトランスデューサを備える。該トランスデューサは、カテーテル先端が心筋に対して比較的垂直であるか又は心筋と比較的平行である状況をカバーする深さ情報を提供するように構成されている。
【００６２】
いくつかの実施形態では、カテーテルは、イリゲーション手段を更に備える。イリゲーション手段は、イリゲーション流体でカテーテル開口部を洗い流すことでカテーテル先端から血液を取り除くためのものであり、組織−電極インターフェース（組織と電極との接触部分）を冷却するためのものであり、血栓形成を防ぐためのものであり、ＲＦエネルギーを組織のより大きい領域に分散させ、それによって非洗浄のカテーテル（非イリゲーション式カテーテル）よりも大きい損傷を形成するためのものである。いくつかの実施形態では、イリゲーション流体は、カテーテル先端の外側に対してカテーテル先端内で正の圧力で維持されて、開口部の連続的な洗い流しに適している。
【００６３】
いくつかの実施形態では、カテーテルは、カテーテルの位置特定及び誘導を行うための、電気式、磁気式、若しくは電磁式の位置センサ又はナビゲーションセンサ（誘導センサ）を備える。いくつかの実施形態では、センサは、いくつかのカテーテルメーカー又はシステムメーカーのうちの１つのナビゲーションシステム内でカテーテルの先端の位置を特定するように構成されている。センサは、ソース位置からのエネルギーをやりとりし、三角測量又は他の手段によって位置を計算することができる。いくつかの実施形態では、カテーテルは、ナビゲーションシステムのディスプレイ上にカテーテル本体の位置及びカテーテル本体の湾曲をレンダリングする（表示する）ように構成された２つ以上のセンサ又はトランスデューサを備える。
【００６４】
いくつかの実施形態では、組織をアブレーションするように構成されたカテーテルは、カテーテル本体と、組織をアブレーションするように構成された先端電極とを備える。いくつかの実施形態では、カテーテルは、光エネルギーを組織に供給するように構成された少なくとも１つの光導波路と、光エネルギーを組織から受けるように構成された１つ以上の光導波路とを更に備える。いくつかの実施形態では、カテーテルは、光エネルギーを組織に供給し、かつ、光エネルギーを組織から受けるように構成された単一の光導波路を更に備える。
【００６５】
いくつかの実施形態では、カテーテルは、アブレーションエネルギーに適したものであり、アブレーションエネルギーは、ＲＦエネルギー、冷凍エネルギー、レーザー、化学物質、エレクトロポレーション（電気穿孔）、高密度焦点式超音波又は超音波、及びマイクロ波のうちの１つ以上である。
【００６６】
いくつかの実施形態では、カテーテルの先端は、組織の電気的活動を感知（検知）するように構成された第１の電極と、アブレーションエネルギー又は化学物質を送るか又は伝えるように構成された第２の電極と、光を１つ以上の方向に同時に誘導する光誘導部材と、光エネルギーを送受するための１つ以上の開口部と、イリゲーション流体が前記先端から流れる１つ以上の開口部と、光を送受すると同時にイリゲーション流体を前記先端から流すように構成された１つ以上の開口部と、を備える。いくつかの実施形態では、カテーテルの先端は、カテーテルと接触する組織の電気的活動を第１の電極が感知できるように適合された（感知するのに適した）導電性材料を含む。いくつかの実施形態では、前記先端は、アブレーションエネルギー又は化学エネルギーを送るか又は伝えるように構成された電極を更に備える。いくつかの実施形態では、前記先端は、ＲＦエネルギーを、隣接する組織に伝えるように構成される。いくつかの実施形態では、前記先端は、隣接する組織へのレーザーアブレーションエネルギーの伝達を可能にする光学的に透明な材料を含む。いくつかの実施形態では、前記先端は、組織の細胞、又は前記先端に極めて近い組織の細胞を変化させるのに使用される化学物質を送るように構成された複数の孔を備える。いくつかの実施形態では、光を送受するための開口部は遠位先端（遠位端部材）にある。いくつかの実施形態では、前記先端は、アブレーションエネルギーの印加中に前記先端を流体で冷却するように構成された追加の複数の孔を備える。
【００６７】
いくつかの実施形態では、前記先端は、誘導された光エネルギーを組織に照射すること（誘導された光エネルギーが組織を照らすこと）、及び、光エネルギーが組織からカテーテルに戻ること、を可能にするように構成された少なくとも１つの開口部を更に備える。いくつかの実施形態では、前記先端は、カテーテルの長手方向軸に沿って組織に照射する（組織を照らす）ための少なくとも１つの開口部を遠位先端（遠位端部材）に備える。いくつかの実施形態では、光の一部分の長手方向への誘導を可能にする中心内腔（central lumen）を有する光誘導部材に依存した方法で光エネルギーが誘導される。いくつかの実施形態では、前記先端は、カテーテルに対する放射軸方向に組織に照射する（組織を照らす）ための少なくとも１つの開口部を遠位先端（遠位端部材）に更に備える。いくつかの実施形態では、前記先端は、光誘導部材を使用して主光源を特定の複数のビームに分割することによって光を誘導するように構成される。
【００６８】
いくつかの実施形態では、主光源は、光ビームを光ファイバの先の光誘導部材に送るように適合されたレーザーであり、光ビームは、カテーテルに隣接する構造を確実に照射するように（照らすように）、前記先端に対して真っすぐ前の方向（前進方向）を含む１つ以上の方向に送られる。いくつかの実施形態では、照射された構造が、光エネルギーをカテーテル先端及び光誘導部材に送り返し、次に戻り光がファイバの先のスペクトロメータに反射される。
【００６９】
いくつかの実施形態では、前記先端は、照射キャビティの内部の研磨と無関係に光エネルギーを誘導するように構成される。いくつかの実施形態では、光エネルギーの誘導は、照射キャビティの内壁の使用に依存しない。
【００７０】
いくつかの実施形態では、ｆＮＡＤＨをサポートするように構成されたカテーテルが１つ以上の超音波トランスデューサを備える。いくつかの実施形態では、カテーテルは、対象領域の壁厚を測定するように構成される。いくつかの実施形態では、カテーテルは壁厚を通じて組織の代謝状態を評価するように構成される。いくつかの実施形態では、カテーテルは、ＲＦエネルギーの印加中に心筋の代謝状態を評価するように構成され、かつ、心臓壁の厚さを測定するように構成された超音波トランスデューサを更に備える。いくつかの実施形態では、カテーテルは、損傷における電気的ギャップを確認するために代謝的に活性な組織を識別するように構成される。
【００７１】
いくつかの実施形態では、カテーテルは、光を１つ以上の径方向及び軸方向に同時に送るように構成された光誘導要素を備える。いくつかの実施形態では、カテーテルは、先端電極の別個の要素又はモジュラー要素を更に備え、電極の先端に光誘導部材が組み込まれる。いくつかの実施形態では、光誘導部材は、光が軸方向に通過するように中心に配置された内腔を有する。いくつかの実施形態では、光誘導部材は、光エネルギーの伝達を可能にするカテーテル先端の開口部と光誘導部材のファセットとの位置合わせを容易にするように適合される。いくつかの実施形態では、光誘導部材は、カテーテル先端内の固定位置でのスナップ嵌合、溶接、はんだ付け、又は接着により、カテーテル先端に組み込まれる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、光誘導部材は、１つ以上の反射ファセットと、カテーテルの先端の１つ以上の光ポートとの正確な位置合わせを容易にするように適合される。いくつかの実施形態では、光誘導部材は、カテーテル先端内に配置された別個の要素であり、該要素は、カテーテルの長手方向軸に沿って、前記先端を貫通する光路を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、光誘導部材は、前記先端から突出し、溶接が光誘導部材の反射面を邪魔しないか又は損傷しないように前記先端の遠位側に溶接され得る。いくつかの実施形態では、光誘導部材は、研磨されたステンレス鋼を含む。いくつかの実施形態では、光誘導部材は、プラチナ若しくはプラチナ合金、前記先端と同じ材料、光を反射又は分割可能な反射面を有する材料、又は約３１０ｎｍ〜約３７０ｎｍで照射されたときに蛍光発光しない材料を含む。いくつかの実施形態では、光誘導部材は、先端電極のいずれの開口よりも大きく、ゆえに、該開口から決して抜け出すことができない。
【００７３】
いくつかの実施形態では、光誘導部材は、効率化のために最適な個数のファセット及び最適な光路を提供するように最適化され得る。この特徴は、所望の放射有効範囲に対してトレードオフの関係となり得る。例えば、心筋表面と平行な遠位先端（遠位端部材）との組織接触に関連して、放射有効範囲は、前記先端が心臓組織と平行であるときに、遠位先端（遠位端部材）の側壁の少なくとも１つの開口部が心筋に向けられるように設計され得る。同様に、カテーテル先端が心筋表面とほぼ直交するときに、遠位先端（遠位端部材）の前壁の開口部によって、光の送受が確実に実現され得る。いくつかの実施形態では、光誘導部材に３つ〜４つのファセットが設けられる。
【００７４】
いくつかの実施形態では、本開示のカテーテルは、カテーテル本体と共に、以下の構成要素を備える。カテーテルは、カテーテル本体の遠位端部に配置されて光チャンバを画定する遠位端部材（遠位先端）を備え、遠位端部材は、光チャンバと組織との間で光エネルギーを交換するための１つ以上の開口部を有する。このカテーテルは、光チャンバ内に配設される光誘導部材を備え、光誘導部材は、遠位端部材の１つ以上の開口部を介して、組織に光エネルギーを誘導するように、かつ、組織から光エネルギーを誘導するように構成されている。いくつかの実施形態では、カテーテルは、光チャンバ内に至るまで延びて光チャンバに対して光の送受を行う１つ以上の光導波路を備える。いくつかの実施形態では、カテーテルは光誘導部材を有し、１つ以上の開口部は、径方向及び軸方向に組織を照らす（照射する）ことができるように構成されている。いくつかの実施形態では、カテーテルは、ドーム状の前壁及び真っすぐな側壁を有する遠位端部材を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、遠位端部材の側壁に沿って配設される１つ以上の開口部を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、遠位端部材に沿って周方向に配設される１つ以上の開口部を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、遠位端部材の側壁に沿って複列に（複数の列で）設けられる１つ以上の開口部を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、組織アブレーション電極を含んで構成される遠位端部材を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、１つ以上の開口部から光を径方向に誘導するように構成される光誘導部材を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、複数のファセットを含んで構成される光誘導部材を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、等間隔の複数のファセットを含んで構成される光誘導部材を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、複数のファセットを含んで構成された光誘導部材を有し、ファセットの個数は、遠位端部材の側壁に沿った開口部の個数と一致する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、カテーテルの長手方向軸に対するある角度で光エネルギーを反射するように形成された（形作られた）光誘導部材を有する。
【００７５】
いくつかの実施形態では、カテーテルは、一面ミラー（single-faceted mirror）を含んで構成される光誘導部材を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、光チャンバに対して回転可能な光誘導部材を有する。いくつかの実施形態では、カテーテルは、１つ以上の貫通孔を含んで構成される光誘導部材を有し、遠位端部材は、遠位端部材の前壁に配設される１つ以上の開口部を含んで構成され、光が光誘導部材及び前壁の１つ以上の開口部を長手方向に通過することができる。
【００７６】
以上の開示は、本開示のさまざまな非限定的な実施形態を単に例示するために記載されたものであり、限定を意図するものではない。当業者であれば、本開示の精神及び趣旨を組み込んだ開示実施形態の改変を思い付くことができるので、ここに開示される実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内のすべてを含むと解釈されるべきである。
【図１】
2018520795.tif 000004
【図２】
2018520795.tif 000005
【図３】
2018520795.tif 000006
【図４Ａ】
2018520795.tif 000007
【図４Ｂ】
2018520795.tif 000008
【図５Ａ】
2018520795.tif 000009
【図５Ｂ】
2018520795.tif 000010
【図６Ａ】
2018520795.tif 000011
【図６Ｂ】
2018520795.tif 000012
【図６Ｃ】
2018520795.tif 000013
【図６Ｄ】
2018520795.tif 000014
【図７Ａ】
2018520795.tif 000015
【図７Ｂ】
2018520795.tif 000016
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
2018520795.tif 000019
【図８Ｄ】
2018520795.tif 000020
【図９】
2018520795.tif 000021
【図１０】
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【国際調査報告】
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