(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生磁場内で使用する切削プローブにおいて、
（ａ）遠位先端を有するプローブ本体と、
（ｂ）前記遠位先端近傍に備えられ、発生磁場を検知することによって前記先端の瞬間的な位置を決定する磁場受信機からなる位置センサーと、
（ｃ）前記先端に備えられた微小気泡源と、
を備え、
前記微小気泡源は、前記先端近傍の組織中に微小気泡を注入する中空の針を備える、
切削プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の切削プローブにおいて、
前記先端の近傍の部分を視る超音波画像化装置を前記先端近傍に備えている、切削プローブ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の切削プローブにおいて、
前記位置センサーは、前記プローブの先端の方向を決定する方向センサーを備えている、切削プローブ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の切削プローブにおいて、
前記遠位先端を曲げる手段を備えている、切削プローブ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の切削プローブにおいて、
前記先端への洗浄液の供給手段、および、前記先端近傍の真空掃除手段の少なくとも何れかを備えた、切削プローブ。
【発明の詳細な説明】
関連出願
本願は、１９９６年２月１５日出願の米国暫定出願第６０/０１１，７２１号「Catheter Based Surgery」の開示を援用する。本願は、同時出願されたＰＣＴ出願の、出願人がBiosense Inc.の米国出願「Medical Procedures and Apparatus Using Intrabody Probes」、さらにはイスラエル出願の「Locatable Biopsy Needle」、「Intrabody Energy Focusing」、及び出願人がVictor Spivakの「Multi-Element Energy Focusing」に関する。全てのＰＣＴ出願は特に米国を指定国としている。
発明の技術分野
本発明は、最少限手術装置の分野に関し、さらに詳細には手術等に用いることができるカテーテル等の切削プローブに関する。
発明の背景
患者にとって手術の介在はトラウマ（外傷）となりうる体験である。多くの手術において、治療すべき患部へと至る過程で脂肪、筋肉、時には骨を含む身体組織の複合層を切り離すことを必要とする。例えば、標準的な虫垂炎の手術においては、虫垂の露出のために腹部の筋肉が切り開かれる。切断された筋肉は、一般的に、虫垂の摘出による損傷よりも治癒する時間が長い。最新の虫垂摘出手術では、腹部に一つの穴を開けることで虫垂へ到達できる腹腔鏡を用いている。この種の手術は最小限侵入医療処置（最小限侵入医療処置）として知られる発展分野の一つである。
最小限侵入医療処置の目的は、最小限必要な治療行為によって患者のトラウマを最小にすることである。手術におけるトラウマのほとんどは、身体への進入によって引き起こされるので、身体中で操作でき、しかも身体へ入れる際にトラウマ効果を最小にするようないくつかの器具が開発されている。例えば、胃腸管路の処置のために一つの体腔部から挿入される内視鏡、身体の軟組織中に直接的に穿孔する腹腔鏡、関節包に用いるオルソスコープ、脈管系で使用する脈管カテーテルや尿管のための特別なカテーテルなどがある。総合的には、最小限侵入医療処置は標準的な切開医療処置に比較して迅速で患者のトラウマが少なく、かつ安全である。
最小限侵入処置の一つの例は、カテーテルを用いた血栓の分解がある。急性の心筋梗塞（心臓発作）や発作は、通常、血管の細い部分で血栓が起こるためこれを閉塞し、組織への酸素の供給が減少することによって引き起こされる。多くの場合、いくつかの組織の損傷は血栓をいち早く取り除くことにより回避できる。代表的な手法では、脈管系を通して血栓の近くにカテーテルが誘導される。そして、ストレプトキナーゼやｔ−ＰＡ（組織プラスミノーゲン活性化酵素）のような、フィブリン溶解物質が血管中に注入され、その血栓を溶解する。選び得る一つの手法としては、カテーテルに搭載したレーザービームで血栓を切断し、高出力の超音波によって破壊し、カテーテルで経路を確保するか、もしくはバルーンを用いて血管壁に対し加圧したりする。最小限侵入処置の他の例は、動脈瘤にステントを据え付けることである。ステントはその周囲に血液の凝塊を形成するため、その動脈瘤はステントを用いて有効的に密閉される。最小限侵入処置の別の例としては、脳内の腫瘍の近くに抗癌剤を投与するためにカテーテルを用いるものがある。
米国特許第４，９１７，０９５号は、この開示内容も参考として本明細書に含めるが、胆石の除去について最小限侵入処置を説明している。胆石は二つの層から形成されており、薄くて固い外側の層は、外部で発生させた音の衝撃波で破壊することができ、厚く柔らかい内側の層は、一定の化学薬品で破壊することができる。米国特許第４，９１７，０９５号において、カテーテルもしくは内視鏡が胆汁管内部へ入れられ、胆石を溶解する化学薬品が胆嚢へと送り込まれる。胆石の外殻は音の衝撃波により粉砕されるため、溶解用の薬品は柔らかい内部層を分解することができる。他の方法では、カテーテルを使用して局所的に注入される抗癌剤が、焦点合わせ（集中化）した超音波もしくはマイクロ波で当該範囲を加熱させることにより効果的になる。
D' Arrigoに与えられた米国特許第５，２１５，６８０号は、この開示内容も参考として本明細書に含めるが、医療等級の脂質で被覆した微小気泡の製造方法を説明している。さらに米国特許第５，２１５，６８０号は、そのような微小気泡がほとんどの種類の腫瘍における毛細血管の壁を自然に通過することを開示している。提案されている腫瘍の一つの治療方法は、血管内にそのような微小気泡を注入し、微小気泡が腫瘍の中に蓄積するのを待って、微小気泡のキャビテーション（空洞形成）を引き起こす高出力の超音波でその腫瘍を治療することである。このキャビテーションは、その微小気泡が蓄積した組織を完全に破壊する。腫瘍を破壊する他に提案された方法は、抗癌剤を被膜に包んだ微小気泡を作り出すことである。そして、これらの微小気泡がその血流中に注入されると、微小気泡は腫瘍中に溜まり、その後、抗癌剤を放つものである。
身体内部位置に高出力の超音波を送るには、焦点を合わせた超音波を用いる。通常、超音波は発信機の整相列を利用する。あるシステムでは、焦点の深度だけが制御可能であったり、またその整相列に平行な平面の中で、最適な配列の操作によってその焦点を移動することができたりする。十分なエネルギー密度を持つ合焦した超音波は、組織、特に腫瘍を破壊する。しかしながら、合焦した超音波は二つの重要な限界がある。第一に、形成可能な焦点のサイズは５ミリより小さくならない。第二に、焦点の正確な位置は素早く決定することが困難である。軟らかい組織中での音波の速度は、その組織の種類に依存するが、結果的には屈折の効果が焦点位置をずらしたり拡散したりする。
医療処置の一つとして肝臓のバイパスがある。肝臓疾患の患者は、門脈の閉塞の結果として、致命的な臓器の出血を起こすような上昇した静脈の血圧に苦しむ。臨床試験的処置では、肝臓の大部分をバイパスするために肝静脈と肝臓の門脈の間にシャントが形成される。すると静脈の血圧は低下し、臓器の出血は防ぐことができる。このシャントを形成するために、カテーテルが門脈もしくは肝静脈のいずれかに挿入され、一本の針がもう一方の脈の探針に使用される。その針は中空構造なので、もう一方の脈を発見して、血液を針を通じて流す。ステントは二つの脈を接続するため、この針に沿って導かれる。この方法は透視検査装置を用いて行ない時間がかかるため、患者と医師の放射線の被爆量を考慮する。
他の臨床試験的処置として、乏血性心臓の灌流（perfusion）の補助に利用できる。この処置は米国特許第５，３８０，３１６号にさらに詳しく説明されており、この開示内容も参考として本明細書に含める。この処置において、先端にレーザーを備えたカテーテルが心臓の乏血部に挿入接触し、心臓壁を穿孔する穴がレーザーを用いて開けられる。この後すぐに、乏血部の灌流が回復する。この時、心臓がこれらの穴によって直接灌流が生じたかどうか、もしくは穿孔によって引き起こされるトラウマが新しい毛細血管の形成を助長するかどうかは明確でない。この処置の主要な関心は心臓の穿孔にある。
発明の概要
本発明の幾つかの態様の目的は、カテーテルのような最小限侵入医療用プローブ（小型医療用プローブ）を用いて身体の組織の破壊を制御する装置及び方法を提供することである。
本発明の幾つかの態様の他の目的は、最小限侵入治療処置（小型器具を挿入する治療方法）を提供することである。
本発明の幾つかの好ましい実施形態では、これらの目的を達成するため、カテーテルを用いて人間の体を手術するための手段及び装置を提供するものである。好ましくは、カテーテルが位置検出センサーを備えていることである。本発明の幾つかの好ましい実施形態における手術方法は、このカテーテルの位置検出によってカテーテル操作を整合的に作用させることである。
手術用カテーテルの利点の一つは、カテーテルが患部組織の機能的なマッピングを有利に行なえることである。カテーテルでの機能的マッピングを行なうと、患部組織の範囲を決定、及びこの方法の実施中における患部組織の治療がより容易である。
従って、本発明の好ましい実施形態は、遠位先端を備えたプローブ本体と、この先端位置を決定する位置センサーと、この先端の近傍を切削するためのレーザー放射源を含む切削プローブを備えたものとなる。
本発明の他の好ましい実施形態は、それゆえ、遠位先端を備えたプローブ本体と、この先端位置を決定する位置センサーと、先端に微小気泡源を含む切削プローブを備えたものである。好ましくは、この微小気泡源は、先端付近の組織中に微小気泡を注入するための中空状の針を備えている。追加的もしくは選択的に、このプローブにはこの先端付近部分を見る超音波画像化装置を設ける。この位置センサーには、付加的もしくは一つの選択として、プローブ先端の方向（方位）を決定する方位センサーを設ける。
また、本発明の好ましい実施形態は、位置センサーを備えた第一のプローブの肝静脈中への挿入、及び画像化装置での肝静脈の発見、位置センサーでのプローブ相対位置及び脈の決定、肝静脈から門脈への通路形成、さらにこれら二つの脈間のステント形成を含む小型器具を挿入する治療方法を提供するものである。選択的に、この通路形成は脈間の組織を通してプローブの一つを行使することを含むものである。
さらに、本発明の他の好ましい実施形態は、心臓の乏血部にプローブを接触位置させて内容物を除去し、これを各部分で繰り返して心筋中を灌流させる方法を提供するものである。好ましくは、その深度は超音波画像化装置で決定される。
さらに好ましくは、プローブにこの超音波画像化装置が搭載されていることである。
好ましくは、心臓の乏血部の動作中に内容物の除去作業を行うことである。
また、本発明の他の好ましい実施形態は、ある位置にプローブを挿入しその位置で微小気泡を注入して、超音波によりその位置の組織のキャビテーションを引き起こす掘削方法を提供することである。好ましくは、この微小気泡は直接的に組織へ注入されることである。この微小気泡は、選択的に、組織中の脈管床に注入される。
癌性組織に関しての本発明の好ましい実施形態において、注入作業はその位置の癌性組織の毛細血管を通して灌流する微小気泡の注入を含むものである。
また、二つのプローブの協調方法は、
（ａ）それぞれが位置センサーを搭載した第一及び第二のプローブを備え；
（ｂ）第一のプローブによりある位置の医療処置を行ない；
（ｃ）プローブの相対的な位置を決定し；
（ｄ）第二のプローブでの医療処置の位置決めが当該決定された相対的位置によるもので、第二のプローブにより実施される医療処置を行うことを提供するものである。
好ましくは、第二のプローブは超音波画像化用プローブであり、決定された相対的な位置を用いてその位置を見るために方向付けを行なうものである。
本発明の他の好ましい実施形態は、医療処置において第一のプローブを補助するための第三のプローブを備えたものである。
さらに、本発明の他の好ましい実施形態は、二つのプローブの協調方法は、
（ａ）それぞれが位置センサーを搭載した第一及び第二のプローブを備え；
（ｂ）第一のプローブを用いて第一の位置での第一の治療処置を実施し；
（ｃ）第二のプローブを用いて第二の位置での第二の治療処置を実施し；
（ｄ）プローブの相対的な位置を決定し；
（ｅ）当該決定された相対的位置を用いて二つの医療処置を整合的に行なうことである。
好ましくは、第三の位置での第三の医療処置は、二つのプローブと協調作業をする第三のプローブを用いて実施することである。
好ましくは、これらの相対的位置は相対的方向を含むものである。
好ましくは、第二のプローブは超音波画像化用プローブである。付加的にもしくは一つの選択として、第二のプローブは真空吸引式プローブでもよい。追加的もしくは選択的に、第一のプローブは除去プローブである。補足的もしくは選択的に、この第二のプローブは微小気泡注入プローブである。
好ましくは、プローブの相対的位置の決定は、非イオン化放射線を用いた第一のプローブの位置の決定と、非イオン化放射線を用いた第二のプローブの位置の決定と、これら二つの位置について減算処理（差を求めること）を行なうことを含むものである。
【図面の簡単な説明】
本願発明は以下の図面と合わせ、下記の好ましい実施例の説明から、より明らかになるであろう。
第１Ａ図から第１Ｃ図は本発明の好ましい実施形態による各種切削カテーテルの実施例を示す図である。
第２図は決定の毛細血管中に微小気泡を注入し、本発明の好ましい実施形態における微小気泡のキャビテーションにより、その組織部分を破壊する方法を示す図である。
第３図はカテーテルを用いて合焦超音波の狙いを定める方法を示す図である。
第４Ａ図から第４Ｃ図は本発明の好ましい実施形態における多数の協調するカテーテルを用いた治療の例を示す図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の好ましい実施形態の一例は、心臓における切削器具及び方法であり、例えば、心臓の壁に穿孔を形成することにより灌流を補助するものである。
第１図は本発明の好ましい実施形態による心臓壁の区域２２に接触する切削カテーテル２０を示す図である。切削プローブのプローブ本体としてのカテーテル２０は、区域２２において切削する手段を含み、好ましくは、区域２２において穴を開けるレーザーの光源２４を有するものである。レーザー光源２４は、外部のレーザー光源に接続されている光ファイバー繊維である。カテーテル２０はまた、カテーテル２０の先端部分を迅速に検知する位置センサー装置２６を有するものである。本発明の好ましい実施形態において、位置センサー２６は交流磁場受信機であり、発信機３２により発生する交流磁場を検知する。適切な位置センサーが米国特許第５，３９１，１９９号及び第ＷＯ  ９６/０５７６８号として公開された国際特許出願第ＰＣＴ/ＵＳ９５/０１１０３号にさらに詳しく説明されており、この開示内容も参考として本明細書に含めるものとする。位置センサー２６は、なるべくなら区域２２に接触しているカテーテル２０について操作していない時に位置決めするために使用する。心臓は、心弛緩期に僅かの間（多くても数百ミリ秒）だけ、相対的に動きを止める。カテーテル２０の位置は、位置センサーに対して選択的に外部の検知もしくは画像化手段によって決定される。レーザー２４が単一の局部的な切削場所３４の切削のみを行なうとすれば、レーザー２４は望ましくは、カテーテル２０が動作していない時にのみ操作するものである。
カテーテル２０の完全な操作を決定することに加えて、重要なことは、カテーテル２０及び切削場所３４の間の相対的な操作を決めることである。カテーテル２０及び切削場所３４の間の相対的な操作を決める幾つかの方法が、１９９６年２月１日出願のShlomo,Ben-Haimにより発明された「心臓の電気力学」という米国特許出願、及び米国暫定出願第６０/００９，７６９号に説明されており、この開示内容も参考として本明細書に含めるものとする。開示された方法は、カテーテル２０が鼓動周期毎に同じ軌跡を繰り返すことを見極め、局部的な心電図において鼓動を誘発するアーチファクトの存在を認識し、圧力センサーを使用するか、もしくはカテーテル２０と身体電極との間のインピーダンスを測定することによって、カテーテル２０が区域２２に継続的に接触し続けることを確認する。前述の参考文献の米国特許もまた、マッピング、特に心臓のような内部臓器の機能的なマッピングを行なうための方法を開示している。
本発明の好ましい実施形態において、位置センサー２６もまたカテーテル２０の方向を検知する。好ましくは横揺れ及び偏揺れが検知され、さらに好ましくはピッチも検知されることである。カテーテル２０の方向を知ることは、切削の一端の位置だけでなく区域２２の中の形態をもを知ることになる。このように正確な切削位置が決定されるので、カテーテルの操作中にレーザー２４を操作することができる。さらに、カテーテル２０の操作中に制御する意味でレーザー２４を操作することによって、より広い切削部分３４を形成することができる。レーザー２４が位置センサー２６と同軸を有していない場合、ピッチが重要となる。
本発明の好ましい実施形態において、カテーテル２０は、例えば上記参照の国際特許出願第ＰＣＴ/ＵＳ９５/０１１０３号に記載の、先端を曲げる手段（図示せず）を含む。既知の他のカテーテル先端部の曲げ機構を用いることを選択することもできる。カテーテル２０の先端部を曲げることによって、より正確に切削方向を制御することができる。このためカテーテルの僅かな方向の変化を補正できる。さらに制御量による先端部の動きで切削部３４の幅も調節できる。
本発明の好ましい実施形態において、カテーテル２０は冠状動脈もしくは静脈のいずれかに挿入され、冠状の脈管から心臓の中に穴が開けられる。このようにして血液循環の漏れの可能性を減少させる。任意にステントがこの穴に設けられる。曲げ手段による先端方向の変更によって、冠状の導管のような狭い場所でさえ適切な切削方向を選択することができる。
注目すべきは、カテーテル２０の先端方向の制御の代わりに、カテーテル２０の先端に対するレーザー光源２４の方位がワイヤーもしくは圧電素子の微小モーターのような手段によって制御できることである。
望ましくは、（食道の）エコー検査のような外部の画像化装置が切削工程におけるフィードバックが利用される。特に切削の深さは、むしろ心臓の穿孔の危険を減少させるために検知される。
本発明の好ましい実施形態において、カテーテル２０には、位置センサー２６に加えて、もしくはその代わりに超音波画像化装置２８が組み込まれる。画像化装置２８は、カテーテル２０の前方の全範囲の組織を映像化するための整相列センサーを含む。選択的に、画像化装置２８は、多くの超音波のビームを直接的に前方へ送る複合圧電素子の変換器（transducer）を含むものである。一つの選択として、画像化装置２８は単体の前方向け圧電変換器を備える。注目すべきは、レーザー光源２４が一つの方向を切削する実施例において、多くの場合切削中のフィードバックを行なうために周囲の組織が切削部で視ることができれば十分なことである。カテーテル２０に搭載した超音波画像化装置を利用する利点の一つは、信号の減衰は問題とならないので、より高い周波数の超音波が使えることである。通常、より高い周波数の超音波画像化装置は、より低い周波数の超音波と比較して小型のサイズで実現できる。また解像度も一般的に優れている。
本発明の好ましい実施形態において、区域２２と超音波画像化装置２８の間の部分３０は超音波カップリング媒体で満たされている。好ましくは、光源２４からのレーザーが超音波画像化装置２８の中央を通って供給される時に、この媒体がレーザー光の波長に対して透過性があることである。一つの選択としては、レーザー光源２４が超音波画像化装置の片側に設けられる。画像化装置２８は、切削部３４の深さ及びもしくは幅を決定するために便宜的に利用される。
本発明の好ましい実施形態において、心臓内の灌流は、打ち抜き穴でなくドリルによって開けることで援助できる。この方法は、患者にとって危険が少ない。好ましくは、画像化装置２８は危機的な心臓の機構に不注意に損傷を与える可能性を減少させるため、切削部３４の下方に位置する組織の種類を決定するために利用される。選択的にもしくは付加的に、心臓の伝導路の位置は局所的な電気的活動から決定され、これはカテーテル上の電極（図示せず）を用いて測定することができる。
本発明のさらに好ましい実施形態において、冠状動脈の血栓はレーザービームを用いて破壊する。画像化装置２８は、その血栓がレーザービームで破壊されているかどうか、且つそのレーザービームが周囲の血管に対して損傷の危険を及ぼしているかどうかを決定するために利用される。
これに加えて、画像化装置２８は、例えば神経束や血管束のような解剖学的に重要な構造に対し、切開によって損傷の危険を及ぼしていないことを決定するために利用される。削られた切削部の場所にどのような構造が潜んでいるかを事前に見極めることが困難な解剖範囲において、カテーテル２０が心臓の外部で使用される場合、この決定は特に重要なものである。幾つかの場合について言えることは、赤外線画像化装置、光学的画像化装置、もしくはその他の種類の画像化装置が、超音波画像化装置よりも望ましいことである。
本発明のさらに好ましい実施形態において、レーザー光源２４及び画像化装置２８の双方とも、カテーテル２０の長軸方向とある角度をもって指示される。この配置のために、切削部の方向はカテーテル２０を回転させることで容易に制御することができる。このようなカテーテルの一例として、レーザー光源２４がカテーテル２０の軸に垂直になるカテーテルがある。カテーテル先端部の位置検出器の使用は、レーザーを正確に指示するために必要な情報を提供するものである。
認識できることは、レーザーを利用した切削は大変複雑であるということである。特に切削した組織の大きな断片は血栓からのものである。また焼いた組織はカテーテル２０に積み重なり、レーザー光源２４を妨害する。第１Ｂ図は本発明の好ましい実施形態におけるカテーテル２０を示す図であり、管４２はカテーテル４０の先端に洗浄液を搬送する。好ましくは、管４２により切削部３４から残骸を洗い流すために生理食塩水の継続的供給を行う。一つの選択として、管４２は切削部３４の近傍から残骸を除去するために真空掃除機として利用される。本発明のさらに好ましい実施形態において、洗浄機及び真空掃除機の両方の機能は、カテーテル４０の先端で管を二つに分離することによって提供される。好ましくは、真空掃除機能は切削作業中に活用される。
レーザー光は大変制御しやすいが、全ての種類の切削に適しているわけではない。レーザー光は細長い穴の形成に役立ち、広く浅い切削が必要な場合は多くの箇所に短時間のレーザーパルスをあてなくてはならない。合焦された超音波は、局所的な加熱とキャビテーションの二つの機構のいずれかにより組織の損傷を引き起こす。局所的な加熱は、ほとんどの組織、特に腫瘍を損傷させる。キャビテーションは全ての組織の種類に損傷を与え、組織細胞を破裂させることによって実質的にそれらを分解する。合焦した超音波の重要な限界は、概ね数ミリメーターの小さな焦点範囲の形成が現在の技術において不可能であることである。
本発明の好ましい実施形態において、微小気泡は破壊すべき組織に送り込まれ、この組織は合焦された超音波のような高出力の超音波で照射される。微小気泡はそれらを封入した小さなガス気泡による通常の組織よりも何倍も細かいので、比較的弱い超音波で微小気泡を含む組織中でキャビテーションを起こし、微小気泡のない組織に対しては損傷を与えない。このように、合焦した超音波で照射され、微小気泡を含む組織のみに合焦した超音波が影響するという合焦した超音波技術による効果的な分解の需要が高まっている。微小気泡を使用する追加的な利点としては、キャビテーションを形成するに必要なエネルギーが低くて済み、肋骨を通して合焦した超音波の供給、もしくはカテーテルの先端での合焦した超音波の供給がより実用的になることである。微小気泡を使用するさらなる利点としては、切削すべき範囲を決定するために使用されるカテーテル搭載型超音波変換器にとっては、コントラスト増強剤を供給すれば、超音波画像化装置上、微小気泡が視覚的に明確になることである。微小気泡を利用する切削のさらなる利点としては、臓器の動きについてである。実質的に微小気泡を含む組織のみが合焦した超音波の影響を受けるので、合焦した超音波ビームでの切削場所の追跡の必要がない。むしろ合焦した超音波ビームが十分な時間、微小気泡を含む組織と交わることで十分である。好ましくは、米国特許第５，２１５，６８０号に開示されているような脂質で被覆した微小気泡が使用される。一つの選択としては、水中のガス気泡の乳化懸濁液が使用される。
微小気泡を組織部分に供給する一つの方法は、その組織に微小気泡を注入することである。第１Ｃ図は本発明の好ましい実施形態による隣接組織へ微小気泡を注入する針６２を備えたカテーテル６０を示す図である。管６４は針６２に対し身体外部から微小気泡を送り込む。操作において、針６２は組織部分７６に挿入され微小気泡が針６２の遠位端で穴６８を通じて注入される。選択的にもしくは付加的に、微小気泡は針６２側にある沢山の穴７０を通じて注入される。一つの選択としては、微小気泡の注入の代わりに、針６２は二酸化炭素のようなガスの気泡を注入するために利用される。二酸化炭素の利点は、血液中に素早く溶けるため、引き伸ばされた毛細血管の閉塞を起こさないことである。
例えば集中超音波の発生器のような超音波発生器７４は、微小気泡含有組織７６を含む組織７２を照射し、組織７６の中のキャビテーションを引き起こす。
針６２は、カテーテル６０の外部に突出して、加圧管６４による微小気泡含有液と一緒に組織７６の中に挿入する。針６２が組織７６の中に入っていない時に針６２から排出される微小気泡は、血液の流れによって押し流されてしまう。選択的に、針６２はガイド６６により前後方向に付勢されることができる。好ましくは、ガイド６６は中空構造であり、微小気泡はこのガイド６６を通して搬送されることができる。
第２図は組織８０の中の毛細血管８６を利用して破壊するべき組織部８０に、微小気泡８４を搬送するという微小気泡の補助による切削方法を示す図である。好ましくは第１Ｃ図に示すような注入針を持たないカテーテル６０が、毛細血管８６に先行する動脈８２の中に微小気泡８４を注入する。この動脈は組織８０の範囲が血管８２による灌流の範囲と同じになるように選択される。組織８０の大きさ及び位置は異なる動脈８２を選択することで調節可能である。評価すべきは、もしカテーテル６０が位置センサー２６に備えつけられている場合、特定の血管８２へ誘導することが比較的容易であり、Ｘ線透視を用いる必要がないことである。キャビテーションを形成すべき組織が癌性組織の場合、さらなる利点がある。以上説明したように、癌性組織の毛細血管は微小気泡に対して透過性を有し、一方、正常な組織の毛細血管はこの透過性がない。この結果、微小気泡は癌性の組織内に蓄積され、毛細血管内においてだけでなく癌性組織の相対的な反応度を増加させる。
毛細血管を通して微小気泡を注入する一つの利点は、微小気泡は短時間の間組織８０に留まることである。毛細血管中の流れは比較的遅いため、毛細血管８６が微小気泡で満たされる間が意味のある時間となる。しかしながらこの後すぐに毛細血管８６はこの微小気泡を排除する。大きめの微小気泡はこの毛細血管を閉塞しやすいので、異なるサイズの微小気泡を用いることによって毛細血管８６に微小気泡を注入する時間を調節することができる。この操作においてカテーテル６０は血管８４の中に微小気泡８４を放出する。集中超音波送信器７４は組織部８０を含む組織を照射する。好ましくは、超音波スキャナー８８を用いて組織部８０の中の微小気泡の存在を確認することである。一つの選択として、カテーテル６０に搭載した超音波画像化装置２８が組織部８０の中の微小気泡の存在の確認のために利用される。
合焦超音波を用いる上での一つの問題は、柔軟組織における音波の強さの不均一性によって、実際の焦点が平面的な焦点と異なってしまうことである。微小気泡の使用の必要がない本発明の好ましい実施態様において、カテーテル６０に搭載した超音波画像化装置２８は、合焦超音波の振幅及びもしくは位相の決定に利用される。本発明の好ましい一つの実施態様において、針６２（第１Ｂ図）のようなプローブは、切削するべき部位から超音波画像化装置２８に対して超音波エネルギーを送り込むために利用される。
第３図は合焦超音波ビームの狙いを定める方法を示す図である。送信器７４は、ビームの外側部分９２と、例えば周波数によって区別できる内側部分９０を有する超音波ビームを送信する。送信器７４の平面的な焦点の範囲９４にカテーテル６０を持っていき、画像化装置２８を使用して、合焦超音波ビームが正確に定められて焦点を形成しているかどうか検知する。制御装置（図示せず）は、正確に目標を定めることができるよう合焦超音波の焦点形成及び方向付けを行なうために用いられる。評価すべきは画像化装置２８として超音波センサーを用いることである。
本発明のさらに好ましい実施態様では、カテーテルは、そのほとんどが脈管系を対象にした小型器具を挿入する方法において患部へ挿入されるものである。カテーテルが患部の近傍に達すると、血管壁を通じて患部に対して刺激として作用する。注目に値することは、位置センサーは脈管系の外部での誘導において大変役に立つ。超音波画像化装置２８のような前方向の超音波画像化装置もまた、カテーテルの前方の動きが重要な解剖学的構造に対して損傷を与えていないことを確認するために役に立つものである。カテーテル前方への超音波による映像はまた、特定の患部方向へのカテーテルの誘導に利用される。
組織中へ潜り込ませる方法の一つは、単純にカテーテルを前方に押し出すように、カテーテル先端の方向を変化させることで適切に操作することである。理解すべきは、身体のほとんどの部位が、血管から２ｃｍもしくは３ｃｍ未満にあり、もしくは体腔部が直径３ｍｍもしくは４ｍｍ（カテーテル作業に十分な大きさ）であることである。脳内のカテーテル作業の場合、重要なことは脳の特に重要な部分を二点間の最短距離を通すことである。したがってカテーテルがたどる実際の通過路は、重要な脳組織に対する患部の位置に大きく依存する。
組織中へ潜り込ませる別の方法は、肉を貫いて切る、好ましくは収納可能な刃先を備えたカテーテルを挿入するものである。望ましくは、超音波画像化装置２８はカテーテルの先端付近の組織繊維の方向を決定するために利用される。この時カテーテルを回転させ、刃先で組織繊維を横切らないようこれと平行に切開する。このことは、平行な切開が交差する切開よりも速く治癒するため、筋肉繊維を切開する場合に極めて重要なことである。
組織中へ潜り込ませるさらに別の方法は、カテーテルの先端付近の組織中に組織分解薬品を注入することである。組織溶解剤は組織を破壊する種類、さらに好ましくは関係組織だけを溶解する種類のものがよい。望ましくは、組織溶解剤は少量の微小気泡と混合されるために、超音波画像化装置２８が組織溶解剤が正確な場所に注入されたことを決定できることである。
さらに、組織への挿入は上記のようなカテーテル先端付近の組織を切削することにより行なわれる。
注目すべきは、上記に説明した装置及び方法が身体のあらゆる部位に治療のための作用薬を注入できることである。さらには、位置検知器を搭載したカテーテルを、既存の画像があろうとなかろうと参照画像（カテーテルのことを指してもよい）を利用して実時間で誘導することができる。
肝臓のシャントの手術は上記の方法及び装置を用いて、
（ａ）肝静脈中に第一のカテーテルを挿入し；
（ｂ）いずれかの超音波を用いて門脈の位置を決定し；
（ｃ）組織の中にカテーテルを挿入し、微小気泡で補助した合焦超音波のレーザーを用いて組織を破壊することでその肝静脈と門脈の間を繋げ；
（ｄ）これら二つの脈間にステントを形成する。
腫瘍や包嚢などの実際に身体のあらゆる部位にある病害が、上記のごとくそこへカテーテルを持ち込みその病害を切削することで取り除かれる。望ましくはカテーテルによってその残留物をも取り除く。
以上の方法及び装置は主に脈管系の手術の実施として説明したが、これらの方法及び装置は消化管系及び呼吸器系の体腔部においても利用可能である。さらにはカテーテルは腹腔鏡のように直接的に身体組織中へ挿入することもできる。
多くの場合、各種の先端器具を備えたカテーテルは実用的でない。理由の一つは複合カテーテルのコストが高いこと、他の理由は幾つかの器具は別の手術には邪魔になること、さらに他の理由としては、多機能カテーテルは一般に単機能カテーテルに比較して直径が大きく、その使用範囲と柔軟性の点で限定されることである。一つの一般的な解決方法としてはカテーテルに中空部を設けることである。一つの器具がカテーテル先端までこの中空部分に沿って導かれ、別の器具が必要な場合に器具の交換がなされる。
本発明の好ましい実施態様においては、たくさんの単機能カテーテルが、少なくとも幾つかのカテーテルに設けられた位置センサーを用いて協調操作される。第４Ａ図はある位置９２での切削を行なっているカテーテル９０及びその位置９２を見る超音波画像化装置９４を示す図である。むしろコントローラー９６はカテーテル９４の画像化方向を制御するために、その位置９２及びもしくはカテーテル９０を常に視る。
考慮することは、多くの場合カテーテルの正確な位置ではなく、それらの相対的な位置関係が重要なことである。例えば、心臓中のカテーテルの正確な位置はほとんど継続的に鼓動しているので、大方の場合全く重要ではない。
第４Ｂ図はある位置１００へ超音波信号を送るカテーテル９８、及びこれによって超音波信号を受け、位置１００を視ることができるカテーテル１０２を示す図である。
第４Ｃ図はカテーテル１０４が位置１０６の切削を行い、カテーテル１０８がその残留物を取り除き、カテーテル１１０が位置１０６付近の組織を視て、カテーテル１１２が、位置１０６での異種組織のコントラストを高めるために位置１０６の管床中に微小気泡を注入するという四本のカテーテルの概要を示す図である。
本発明は以上に示した各例に限定されるものではない。本発明はまた開示内容に限定されないことが当業者により認識されるであろう。特に開示された各種態様の装置及び医療処置方法は、以下に示す請求の範囲に依ってのみ制限される発明の範囲内において適用可能である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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