(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＭＲ治療のための装置であって、
患者の心臓と係合する遠位端を有し、潅流を促進するチャンネルを心臓組織に形成するためのエネルギーを心臓組織に与える脈管再生装置を備える、細長いプローブと、
治療に応じた指標を提供するセンサと、
前記センサに接続され、信号を分析して治療の効力を示す指標を提供する、信号処理回路と、
を備え、
前記信号処理回路は、ＳＴ部の上昇を検出する、装置。
【請求項２】
前記センサが電極を備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電極が前記プローブの遠位端に隣接した位置に設けられている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記センサは光学センサを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
心筋組織に蛍光誘発放射を行う導波管を備え、前記センサは組織が発する蛍光を受け取ってそれに応じた信号を発生する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記脈管再生装置は心臓組織にレーザを照射する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記脈管再生装置は心臓組織にＲＦエネルギーを照射する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記脈管再生装置は心臓組織に高強度の超音波照射を行う、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記脈管再生装置は機械的エネルギーを心臓組織に加える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
ＰＭＲ治療のための装置であって、
患者の心臓と係合する遠位端を有し、潅流を促進するチャンネルを心臓組織に形成するためのエネルギーを心臓組織に与える脈管再生装置を備える、細長いプローブと、
治療に応じた指標を提供するセンサと、
前記センサに接続され、信号を分析して治療の効力を示す指標を提供する信号処理回路と、
を備え、
前記信号処理回路は、少なくとも一つのＶＰＢを含む不整脈を検出する、装置。
【請求項１１】
ＰＭＲ治療のための装置であって、
患者の心臓と係合する遠位端を有し、潅流を促進するチャンネルを心臓組織に形成するためのエネルギーを心臓組織に与える脈管再生装置を備える、細長いプローブと、
治療に応じた指標を提供するセンサと、
前記センサに接続され、前記センサからの信号を分析して治療の効力を示す指標を提供する、信号処理回路と、
を備え、
前記センサは、前記プローブの遠位端に隣接した位置に設けられている電極を備え、
前記信号処理回路は、ＳＴ部の上昇を検出する、装置。
【請求項１２】
前記センサは光学センサを備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
心筋組織に蛍光誘発放射を行う導波管をさらに備え、前記センサは組織が発する蛍光を受け取ってそれに応じた信号を発生することが可能である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記脈管再生装置は心臓組織にレーザを照射することが可能である、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記脈管再生装置は心臓組織にＲＦエネルギーを照射することが可能である、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記脈管再生装置は心臓組織に高強度の超音波照射を行うことが可能である、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記脈管再生装置は機械的エネルギーを心臓組織に加えることが可能である、請求項１１または１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
関連出願
本願は参照によって本願に取り入れる１９９７年１月８日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号の一部継続出願である。
発明の分野
本願は一般に心臓外科の技法及び装置、特に心筋の脈管再生の方法及び装置に関する。
発明の背景
心筋の脈管再生は、虚血性の心臓筋への血液供給を改善するために虚血性の心臓組織の中にチャンネルを形成する周知の技法である。心筋の脈管再生は様々な技法によって実行されるが、そのようなチャンネルを発生させるためにレーザー光を用いるレーザー心筋脈管再生が最もよく知られている。
経心臓筋脈管再生（ＴＭＲ）では、周知のように、コンピュータ制御レーザーを用いて心臓筋に直径およそ１ｍｍの穴をあける。胸及び心膜の切込みを介してレーザエネルギーを心外膜に伝える。外側の心外膜にあけられたチャンネル開口部の血液は通常数分後に凝固するが、心室に連通するチャンネル内部は開いたまま残っている。収縮期に、血流はこれらのチャンネルを通って自然に存在する心筋類洞に流れ、欠陥が生じた動脈血の供給を補うという仮説が立てられている。
別の仮説では、様々な形のエネルギー（例えば上述したようなレーザー照射もしくはＲＦ照射、超音波または機械的エネルギー）によって心臓筋に引き起こされる局部的な損傷によって擬似的に局所的な血管形成が行われ、その結果動脈血供給における欠陥を補う。現在のところ基本的なメカニズムに関して決定的な答えはないが、治療の効力については臨床的な証拠がある。
本出願が参照によって取り入れるAita他の米国特許第５，３８９，０９６号は、経皮の心筋脈管再生（ＰＭＲ）方法および装置について記述している。偏向可能な細長いレーザ処理装置が患者の心臓の中の領域に向かって案内され、装置の遠位端は心臓の内壁の対象領域に向けられる。壁はレーザエネルギーの照射を受け、好ましくは、心外膜に穴を開けずにチャンネルを形成する。もしくは、動脈の中から上述のように他の形のエネルギーを加えることによって、ＰＭＲを実行してもよい。
周知のように、ＴＭＲでは、外部から中に向かって心臓筋を通るチャンネルが作成され、チャンネル完成時に一時的に血液が流れれば穴あけが本質的に成功したことが分かる。しかしながら、ＰＭＲでは、チャンネルは心内腔の中から形成され、好ましくは心臓筋を貫通しない。その結果、チャンネル形成が成功したかどうかを直接示す手だてはない。
レーザエネルギーを用いるか他の好適なエネルギー形態を用いるかとは無関係に、ＰＭＲ手順は複数の理由によって失敗することがある。例えば、特にレーザーＰＭＲの場合、心臓に挿入されたカテーテルの向きが不適切なためエネルギーが内膜に当たらず内部に入り込まないことがある。あるいは、エネルギーが十分な深さまで届かないことがある。もしくは、例えば血栓及び／もしくは残留組織の切れ端によってカテーテルの遠位端が阻まれる場合がある。ＰＭＲ用の周知のシステムでは、エネルギーパルスが首尾よく心臓筋にチャンネルを形成したかどうかを示す手だてが全くないため、立ち会いの心臓病専門医が手順中にそのような失敗を検出・修正するのは困難か、もしくは不可能である。
発明の概要
心臓に対して局所的に伝達されたエネルギーパルスが首尾よく心臓筋にチャンネルを形成したかどうかを確かに示す手だてを提供することが、本発明のいくつかの側面の目的である。
モニター付きＰＭＲの方法と装置を供給することが、本発明のいくつかの側面のさらなる目的である。
本願の文脈と請求項においては、用語「ＰＭＲ」は、レーザー、ＲＦ、超音波及び機械的な方法を含むがそれらに限定されない経皮的な心筋脈管再生治療のすべての技法を指すものとする。従って、本発明の好適な実施例は主としてレーザ照射を用いた心臓筋でのチャンネル形成を述べたものであるが、当業者なら本発明の原理が他のＰＭＲ技法にも同様に適用できることを理解するだろう。
本発明のいくつかの側面は、チャンネル形成のためにエネルギーパルスを心臓筋に入射させる場合、心臓の電気的活動における局所的・全域的な検出可能な変化が生じるという、発明者による発見に基づいている。特に、出願人はレーザービームが心臓筋にチャンネルを形成する際にそのような変化を観察した。
局所的変化は、局所的に測定された電気記録図においてＳＴ部が上昇するという形で表される。ＳＴの上昇は心臓に損傷があった場合の特徴で、チャンネル形成後少なくとも数分間継続するのが観測される。それは明らかに局所的な影響であり、チャンネルが形成される地点を中心に直径数ミリメートル（通常３ｍｍ）の範囲でしか観測されない。
全域的変化は心臓の洞性調律が乱れるという形で起きる。通常、レーザパルス照射直後に起こる１回以上の心室性期外収縮（ＶＰＢ）の形で観察される。ＶＰＢは心内腔で記録した電気記録図信号及び体表で記録された心電図信号において観測される。
チャンネルが所定の寸法、位置および向きで形成されたことを示す手だてを提供することが、本発明のいくつかの側面のさらに別の目的である。発明のこれらの側面は主として、組織特性、特に密度において異なるゾーンを解像し、その結果チャンネルの寸法及び向きを像に描くことができる超音波の能力に基づく。
本発明の他の側面は、血液潅流における局所的変化を検出するための、特に光学探知に基づくリアルタイムの探知技術を用いる。ＰＭＲ前とＰＭＲ後の光信号を比較することによって、チャンネル形成の成功による虚血性領域の血液潅流の上昇を観測する。
本発明のいくつかの好適な実施例は、本願の譲受人に譲渡され参照によって本願に取り入れる１９９７年１月１４日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号に述べられているＰＭＲカテーテルに基づくものである。カテーテルは心内膜へエネルギー、好ましくはレーザエネルギーを運ぶ導波管を含み、その遠位の先端に少なくとも１個のセンサを有する。センサは、電気生理学的探知電極、位置センサ、超音波トランスデューサ、または他の周知のセンサのうち１つ以上から成るものでもよい。
これらのいくつかの好適な実施例では、センサは局所的ＰＭＲ治療の効力を示す、すなわちエネルギーパルスもしくはパルス列が心臓筋において十分な深さのチャンネルを形成するのに実際に成功したかどうかを示す心臓からの電気信号を受信する電極を含む。カテーテルは、電極が受信した信号を処理しチャンネルが形成されたかどうかに関する指標をカテーテルのユーザ（通常は立ち会いの心臓病専門医）に提供する信号処理回路と結合されている。指標は、チャンネル形成後少なくとも数分の間における、局所的な電気記録図におけるＳＴ部の上昇及び／もしくはＶＰＢに基づいている。１つもしくは複数のエネルギーパルスを与えた後にそのような変化が起きなければ、エラーもしくは異常があったということであり心臓病専門医の介入を必要とする。好ましくは、カテーテルはチャンネル形成前も後もしばらくは対象個所に置き、ＰＭＲ前及びＰＭＲ後の電気記録図をとって局所療法の効力を確かめるために比較する。
好ましくは、ＳＴ上昇の効果（非常に局部的な性質のものでありかなり長い持続時間を有する）は、その後のＰＭＲチャンネル形成の間、チャンネルが新しい候補領域に先在するかどうかについての指標もユーザに提供する。
これらのいくつかの好適な実施例では、国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ／９７／０００１１号に述べられているように、電極はエネルギー源を規制し、チャンネル形成がうまくいったことを示す信号を探知するために用いられる。
いくつかの好適な実施例では、ＰＭＲ手順の際に皮膚電極によって心電図を得る。正常な洞性調律の乱れ（特に心室性期外収縮（ＶＰＢ））は、エネルギーパルスが首尾よく心臓筋のチャンネルを形成したことを示すものとして探知される。そのような乱れがないということは、エラーもしくは異常を示すものと受け取られる。
本発明の他の好適な実施例では、カテーテルの遠位端のセンサは超音波トランスデューサを含む。トランスデューサは、チャンネル形成術によって心筋の組織の中に誘発された変化に応じた信号を形成する。信号は、単独でもしくは内部もしくは外部の心電図の値と組み合わせて、チャンネルがうまく形成されたことを検出するために用いられる。
好ましくは、照射によって形成されたチャンネルの深さ及び／又は向きをモニターするために超音波信号をさらに用いる。
本発明のさらに好適な実施例では、カテーテル遠位端のセンサは局所的微小循環血流量に応じた信号を発生する血流量センサ（好ましくは光学センサまたはもしくは超音波センサ）から成る。信号は、処置個所で再潅流が成功したことを探知するのに用いられる。
本発明の別の好適な実施例では、カテーテル遠位端のセンサは心内膜組織が発する光を受信する光学センサから成る。光は上述のように放射線源から心筋の組織に向かって発射される。カテーテルの導波管を通して発射してもよい。照射は、局所的血液潅流に関連する組織の中の物質によって吸収されそれらを刺激して蛍光（すなわち、自己蛍光）を発するように調整される。自己蛍光放射は、光学イメージセンサによって受信され、チャンネル形成がうまくいったかどうかを検出するために測定される。例えば、センサは、参照として本願に取り入れるKedem他、Q.J.Exp.Physiol.６６、第５０１頁〜第５１４頁、１９８１年、Furman他、Cardiovasc.Res.1０、第６０６頁〜第６１２頁、１９８５年、及びDuboc他、Lancet、１９８６年８月３０日、第５２２頁などの一連の刊行物に記述されているように、虚血と相関関係にある局所的ＮＡＤＨレベルを検出するために用いてもよい。
もしくは、フルオレセインやインドシアニングリーン（ＩＣＧ）などのような周知の蛍光を発する対照薬品を血流に注いで心血管撮影法による局所的血液潅流の写真検出を容易にしてもよい。そのような方法は、例えば参照によって本願に取り入れるShionoの米国特許第５，５６６，６７３号およびBiophotonics International、１９９５年５月・６月号、第４４頁〜第５０頁の５月の記事に記述されている。
本願の好適な実施例では、一定のタイプのＰＭＲカテーテルについて記述している。特に上記国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号に述べられたカテーテルを念頭にしている。しかし、本発明の原理を周知の他のタイプのカテーテル及び装置を用いた場合にも同様に適用してもよいことは認められるであろう。特に、上で留意したように、カテーテルは例えばＲＦ、超音波もしくは機械的エネルギーなどレーザー光以外の形態のエネルギーを心臓に伝達するための装置を含んでいてもよい。
従って本発明の好適な実施例によれば、ＰＭＲ治療のための装置であって、患者の心臓と係合する遠位端を有し、潅流を促進するチャンネルを心臓組織に形成するためのエネルギーを心臓組織に与える脈管再生装置から成る細長いプローブと、治療に応じた指標を提供するセンサとからなる装置が提供される。
好ましくは、センサは治療に応じて患者の身体が発生する信号を受信する。
さらに好ましくは、センサがプローブの遠位端に隣接した位置に設けられている電極を備えている。
もしくは、あるいはさらには、電極がプローブとは無関係に患者の身体に置かれている。
好適な実施例では、センサは治療に応じた信号を生成するトランスデューサ（好ましくは超音波トランスデューサ）から成る。
好ましくは、トランスデューサはプローブの遠位端に隣接した位置に設けられている。
別の好適な実施例では、センサは光学センサから成り、装置は心筋組織に蛍光誘発放射を行う導波管を備え、センサは組織が発する蛍光を受け取ってそれに応じた信号を発生する。
好ましくは、センサに結合し、信号を分析して治療の効力を示す指標を提供する信号処理回路を備える。好ましくは、回路はＳＴ部の上昇、あるいは代替的もしくは付加的に不整脈を検出する。好ましくは、回路によって検出された不整脈が少なくとも１つのＶＰＢから成る。
もしくは、あるいはさらには、回路はプローブの遠位端に隣接した組織の性質変化を検出する。好ましくは、組織の性質変化は組織の密度変化、あるいは代替的にもしくは付加的にプローブの遠位端に隣接した部分での血液潅流の上昇である。
好ましくは、脈管再生装置は心臓組織にレーザを照射する。
もしくは、脈管再生装置は心臓組織にＲＦエネルギー、高強度の超音波、及び／もしくは機械的エネルギーを心臓組織に加える。
また、本発明の好適な実施例によれば、患者の心臓に対するモニター付きＰＭＲ治療法であって、
心臓に対してエネルギーを加える脈管再生装置を含むプローブを患者の心臓組織に係合させる段階と、
装置を用いてエネルギーを心臓組織に与え潅流を促進するチャンネルを心臓組織に形成する段階と、
治療に応じて患者の身体から信号を受信する段階を含む方法が提供される。
好ましくは、信号の受信は治療の成功を示す、患者の身体が発生する信号の受信を含む。
さらに好ましくは、信号の検知は患者の心臓内部における電気信号の感知、あるいは、代替的もしくは追加的に、患者の身体表面での電気信号の検知を含む。
好適な実施例では、信号の検知は心臓組織から反射されるエネルギー、好ましくは心臓内部の指定されたチャンネル位置からの超音波エネルギーの受け取りを含む。
別の好適な実施例では、エネルギーの受信は心臓組織からの蛍光放射（好ましくは自己蛍光放射、もしくは患者の血流に投与された薬品からの蛍光放射）の受け取りを含む。
さらに別の好適な実施例では、信号の受信は心臓内部の指定されたチャンネル位置近傍の微小循環血流量に応じた信号の受信を含む。
好ましくは、信号を処理して治療の効力を示す指標（最も好ましくはＳＴ部の上昇の検出、あるいは代替的にもしくは追加的に不整脈）の検出を含む。好ましくは、不整脈の検出はＶＰＢの検出を含む。
好適な実施例では、信号の処理はチャンネル領域での組織特性における変化、好ましくは組織の密度の検出を含む。
もしくは、信号の処理は組織の血液潅流における変化の検出、好ましくは、潅流が促進されたことの検出を含む。
好ましくは、心臓へのエネルギー印可はレーザ照射を含む。
もしくは、心臓へのエネルギー印可はＲＦエネルギー、高強度の超音波、あるいは機械的エネルギーの印可を含む。
本発明は好適実施例についての以下の詳細な説明並びに図面からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１ＡはＰＭＲレーザ点火前、点火中、点火後に患者の身体から受信する電気信号を示す概略図である。
図１Ｂは図１Ａの信号を時間のスケールを拡大して示す該略図である。
図２Ａは本発明の好適な実施例によるＰＭＲ用のカテーテルシステムの該略図である。
図２Ｂは本発明の好適な実施例による、図２Ａのカテーテルの遠位端の詳細を示す概略図である。
図３Ａは本発明の好適な実施例による、図２Ａ及び図２Ｂのカテーテルを挿入しＰＭＲ手順を行う人間の心臓の断面図である。
図３Ｂは本発明の好適な実施例による、図３Ａの心臓の組織にあけられたチャンネルを示す概略断面詳細図である。
図４は本発明の別の好適な実施例による、ＰＭＲ用カテーテルの遠位端の詳細を示す概略図である。
図５は本発明の別の好適な実施例による、図２Ａ及び図２Ｂのカテーテルを挿入しＰＭＲ手順を実行する人体及び心臓の概略図である。
図６は本発明の好適な実施例による、モニター付きＰＭＲ法を示すフローチャートである。
図７Ａは本発明の別の好適な実施例による、ＰＭＲ用カテーテルの遠位端の詳細を示す概略図である。
図７Ｂは本発明のさらに別の好適な実施例による、ＰＭＲ用カテーテルの遠位端の詳細を示す概略図である。
好適な実施例の詳細な説明
実験的なＰＭＲ治療を受ける犬の身体から受信される信号を概略的に表すグラフである図１Ａ及び図１Ｂを参照する。以下の図２Ａで概略的に示され、同図を参照に述べられている実験系と同様の実験室系を用いる。
図１Ａ及び図１Ｂの波形は体表電極から受信されたＥＣＧ信号１０、以下に記述されるようにＰＭＲカテーテル上の電極から受信された心内電気記録図信号２０、及びＰＭＲ治療を実行する際に用いられるレーザ源に加えられたトリガーパルス３０を表すものである。図１Ｂは図１Ａのグラフの部分１１を時間のスケールを拡大して示すものである。
図で示されるように、ＰＭＲ穴あけによる心臓組織の損傷が心臓の電気的活動の局所的及び全域的変化を誘導することが判明する。局所的変化は、局所測定電気記録図２０中のＳＴ部２４の上昇という形で現れる。上昇はＰＭＲ穴あけ後数分間続くことが分かった。
全域的変化は心臓の正常な洞性調律の乱れとして観察される。典型的には、レーザパルス照射後すぐにＥＣＧグラフ１０及び電気記録図グラフ２０において１つ以上の心室性期外収縮（ＶＰＢ）１４が現れるという形で観察される。
２５匹の犬に対して行われた実験で、ＳＴ部の上昇はＰＭＲレーザパルスの少なくとも６０％が照射された後に観察され、ＶＰＢはＰＭＲレーザパルスの少なくとも９５％が犬に対して施された後に観察された。心臓の正常な電気活動におけるこれらの変化はＰＭＲ穴あけの成功と相関することが分かった。出願人としては、誤認の数がより少ないという点から、ＳＴ部の上昇の方がより確かであると考える。レーザパルス照射後ＳＴ部上昇やＶＰＢが観測されない場合、チャンネルが形成されていないことが分かった。すなわち誤認はゼロであった。
ＰＭＲシステム５０を概略的に示した図２Ａおよび図２Ｂを参照するに、本発明の好適な実施例によるシステム５０は患者の身体へ挿入されるカテーテル５２を含む。カテーテル５２は、レーザ抗原から心臓組織にレーザエネルギーを伝える周知の光導波管２４を備える。カテーテル５２の遠位端６４の集束レンズ６２は導波管５４からのレーザ光の焦点を心臓組織に合わせる。カテーテル５２はその基部に近い端５６においてコンソール５８に接続され、コンソールは光学的に導波管５４と結合したレーザ光源６０を含む。レーザーを活性化して、心臓組織の中にＰＭＲチャンネルを形成する。コンソール５８は光学照射源６１を含んでいてもよい。光学照射源６１は局所的な血液潅流を測定する光学センサを含むカテーテル（図７Ｂに詳細に示され同図を参照して記述される）と組み合わせて用いられる。
望ましくは、コンソール５８はさらに信号処理回路４４、ディスプレイ４６及びユーザコントロール４８を同様に含む。好ましくは、心内の電気記録図波形１０、皮膚ＥＣＧ波形２０及び／またはレーザートリガ信号３０をモニターし、ＰＭＲ治療中にディスプレー４６に表示する。上記のように、これらの波形はチャンネルが発生したかどうかに関するリアルタイムの可視的表示をカテーテルのユーザ（通常は立ち会いの心臓病専門医）に提供する。
さらに、またはあるいは、信号処理回路はデータを分析しチャンネルが首尾よく形成されたかどうかについて「go/no go（成功／不成功）」の指標をユーザに与える。
カテーテル５２は、好ましくは遠位端６４に隣接した位置に固定された位置センサ６６をさらに含む。位置センサ６６は、参照によって本願に取り入れる国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号においてより完全に記述されているように、心臓の中でカテーテルを案内・配置するためのものである。
図２Ｂに示されるように、カテーテル５２はその遠位端６４にセンサ部４２を含んでいる。好ましくは、センサ部４３は遠位端６４に付近の心臓組織の電位を探知するための電極４３を含む。電極４３からの局所的電気記録図信号はワイヤ４０によって回路４４に伝えられる。好ましくは、これらの信号は上記のようにＰＭＲ穴あけによる電気記録図信号における変化をモニターし、チャンネル穴あけが成功したことを示す手だてとして用いられる。また、前記の国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号で明らかにされているように、電気記録図信号をレーザ源６０の引き金として用いてもよい。
カテーテルシステム５０は電極４３を用いるものとして記述されているが、センサ部４２が他のセンサや他のタイプの要素を含んでいてもよいことは理解されるだろう。例えば、本願の譲受人に譲渡され参照によって本願に取り入れる１９９７年１月８日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／００００９号に述べられているように、追加の電極を遠位端６４に隣接して置いてもよい。カテーテル５２自体に設けてもよいし、あるいは、カテーテルに固定された構造に設けてもよい。
図３Ａは本発明の好適な実施例に従って患者の心臓７０に挿入されたカテーテル５２の概略断面図である。カテーテル５２は例えば大腿動脈を通して経皮的に患者の脈管系に挿入され、大動脈７２を介して心臓７０の左心室７４に通り抜ける。遠位端６４は心内膜７６に対して所望の位置と方位に置かれ、前記の国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／００００１１号に述べられているように穴をあける。
図３Ｂは、心臓７０の心臓筋８６において本発明の好適な実施例に従ってチャンネル８８をあけるカテーテル５２の細部を示す概略断面図である。前述のように、電極４３は穴あけ前、穴あけ中、及び穴あけ後に局所的な電気信号を測定し、穴あけが成功したかどうかを確かめる。
図４は本発明の好適な実施例による別のPＭＲ用カテーテル５３の細部を示す概略図である。カテーテル５３は導波管５４、レンズ６２および位センサ６６を含んでおり、上記のカテーテル５２に関して述べたようにコンソール５８と結合されている。それに加えて、カテーテル５３のセンサ部４２は超音波トランスデューサ４１を含む。好ましくは、トランスデューサ４１は、カテーテル５３の遠位端６４に対して遠位に位置する領域においてさまざまな角度でビーム６７を放つ周知のトランスデューサレイを備えて成る。トランスデューサ４１はワイヤ４０を介して信号処理回路４４と結合される。
カテーテル５３は図４で示されるように好ましくは心内膜７６と接触する。好ましくは、回路４４がトランスデューサ４１から受信する信号は、ＰＭＲ手順の前と手順の後に指定されたチャンネル位置をマッピングし、比較によってチャンネル８８の寸法、位置および向きを決定し、それによってチャンネル形成が成功したかどうかを示すために用いられる。
さらに、あるいはもしくは、超音波測定値はチャンネルパラメータの動的なモニタリングに用いてもよい。好ましくは、レーザ光源が１パルスあるいは数パルスを発射するごとに、トランスデューサ信号を用いてチャンネル８８の深さ及び方向を測定し、最適かつ所望の深さまで達したかどうか、そしてカテーテル５３が適切な向きにあるかどうかを確かめる。
本発明のいくつかの好適な実施例では、ＰＭＲ手順が成功したかどうかを評価するために、トランスデューサ４１と電極４３を組み合わせて用いる。ＰＭＲ穴あけ後の電気記録図信号の変化に関するデータと、チャンネル８８の寸法パラメータの量的な測定とを組み合わせる。
上記実施例ではカテーテル５２及び５３はある一定の好適な組み合わせおよび構成に従って様々なセンサおよび光学要素を含んでいるが、本発明の他の好適な実施例では、ＰＭＲカテーテルは他の組み合わせ方に従って、そして同一または別の構成に従ってこれらのセンサおよび要素の一部もしくは全てを含んでいてもよい。また、そのようなカテーテルは周知の他のタイプのセンサ、例えば心機能の他の態様を診断する際に役に立つ温度センサや圧力センサを含んでいてもよい。それらは、さらに局所的微小循環流量を測定する血流量センサ、組織自己蛍光によって局所的血液潅流を目視化する光学センサ、もしくは蛍光造影剤によって強化された心血管撮影法を含んでいてもよい。
図５は、患者の身体７１に置いてＰＭＲ手順中そこからＥＣＧ信号を記録する皮膚電極４５の本発明の好適な実施例による使用法を示す概略図である。好ましくは、電極４５は、図１Ａ及び図１Ｂを参照して上述されているように、レーザー点火前及び点火後の数分間皮膚ＥＣＧ信号を記録し、主としてＶＰＢを観測することによって、穴あけが成功したかどうかを評価する。
本発明のいくつかの好適な実施例では、皮膚電極４５が全域的変化を探知したということを、穴あけが成功した唯一のしるしとしてもよい。
もしくは、本発明の他の好適な実施例では、ＥＣＧ信号でモニターされる全域的変化は、電極４３によって探知される電気信号の局所的変化と組み合わせて用いられる。
もしくは、あるいはさらには、いくつかの好適な実施例では、電極４５によって測定される信号は、図４を参照して上述した超音波トランスデューサ４１からの測定値と組み合わせて用いてもよい。
図６は本発明の好適な実施例によるモニター付きＰＭＲ法の主要なステップをまとめたフローチャートである。この方法は図２Ａ及び図２Ｂを参照してカテーテル５２に関して以下に述べるが、この方法の原理は以下に記述された他の好適なカテーテルを用いた方法に適用されてもよいことは理解されるだろう。
ＰＭＲを始める前に、好ましくは上記国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９７／０００１１号に述べられているように、手順の対照となる少なくとも１つの候補領域が心臓７０の中で確認される。
次にカテーテル５２を候補領域まで誘導する。カテーテルの遠位端６４の位置と向きは、好ましくは位置センサ６６から信号を受信することによって確かめられ制御され、そして格納済みの心臓マップと比較される。しかしこのような位置及び向きの探知は本発明の必須の部分でない。遠位端が適切な位置及び向きに配置されたとき、心内の電気記録図信号はコンソール４８によって受信・格納される。心臓組織中にチャンネルをあけるために、レーザ源６０を上述のように点火する。レーザー点火に続いて、ＰＭＲ後の測定値を電極４３によって得て、好ましくはＰＭＲ前の信号とそれらを比較分析し、チャンネル形成が成功していることを示す。チャンネルの位置はマップ上にマークされ、次に次のチャンネルをあけるためにカテーテル５２を再配置する。チャンネルが候補領域全体にわたって所望の密度であけられるまで、この手順を好ましくは繰り返す。
上記のように、図６で示したモニター付きＰＭＲ法は、皮膚表面ＥＣＧをモニターすることによって、もしくは超音波その他の方式を用いることによって同様に実現されることが理解できるであろう。同様に、レーザに代わって、ＲＦによる方法や機械的な方法など前記の他のＰＭＲ法を用いてＰＭＲ手順を実行してもよい。
本発明の別の好適な実施例によるモニター付きＰＭＲにおいて使用されるカテーテル９０の細部を示す概略図である図７Ａを参照する。カテーテル９０は導波管５４、レンズ６２及び位置センサ６６を含み、上記にてカテーテル５２に関して述べたようにコンソール５８と結合される。さらに、カテーテル９０のセンサ部４２は血流量センサ９２を含む。血流量センサ９２は、チャンネル８８の付近の微小脈管構造９４においてカテーテルによって生じた血流量に応じた信号を探知する。
センサ９２は、好ましくは心臓組織からの光の反射に基づいて微小潅流及び／もしくは組織酸化を探知する光学検出装置を含む。例えばセンサは、上記の記事でKedem、Furman及びDubocによって記述されているように、ＮＡＤＨ活性を検出したり、あるいは造影剤もしくは蛍光マーカーの濃度を検出するために用いてもよい。もしくは、センサ９２は超音波トランスデューサを含んでいてもよい。センサ９２はワイヤ４０を通して回路４４に結合される。
カテーテル９０が心内膜７６と接触すると、センサ９２はチャンネル８８の付近から信号を受信する。ＰＭＲ手順前と手順後の信号は、近傍の局所的血流量における変化を検出するために比較される。一般に、微小潅流の増加及び／もしくは組織酸化の進行によって示される手順後の局所的血流量の増加はチャンネルがうまく形成されたしるしである。
図７Ｂは、本発明の別の好適な実施例による、デザインと機能において上記のカテーテル９０と同様のカテーテル９６を概略的に示す。カテーテル９６のセンサ部４２は、照射源６１（図２Ａに示す）に接続された導波管９８を含む光学センサアセンブリ１０２を含み、レンズ１００を通して蛍光を誘発する照射を心筋の組織に対して行う。アセンブリ１０２はさらにワイヤ４０を介して回路４４と接続されている光検出装置１０４を含む。検出装置１０４は組織から放射される螢光放射線を受信し、それに応じて信号を形成する。例えば検出装置は、上記の５月の記事に記述されているように、患者の血流に注がれ、その結果微小脈管構造９４まで運ばれるＩＣＧの近赤外蛍光を検出してもよい。好ましくは、検出装置１０４は周知のように光学フィルタを含み、検出装置は対照波長帯域のみで照射を受信する。
カテーテル９６が心内膜に接すると、センサアセンブリ１０２はチャンネル８８近傍でＰＭＲ手順前及び手順後に信号を受信し、上記にて説明したように、局所的潅流における変化を確定する。一般に、潅流の増加はＰＭＲ治療の成功を示す。
本発明の原理と方法を、チャンネル８８を形成する他のタイプ周知のカテーテル及び装置を用いた方法に適用してもよいことは認められるだろう。これらのチャンネルは上述のようにレーザ光源を用いてあけてもよいし、もしくは例えば高速輪転融除装置のドリルヘッドなど、他の好適なタイプ周知のドリルを用いてあけてもよい。もしくは、焦点の合った高強度の超音波放射ビーム、または組織に無線周波エネルギーを加えることによって、チャンネルを形成してもよい。上記の好適な実施例ではカテーテル５２，５３，９０及び９６を左心室７４の壁にチャンネルを形成するために用いたが、心臓の他の部分に加えられたＰＭＲ手順の効力を算定するために、本発明の原理を適用してもよいことは理解されるだろう。
他の生理的なパラメータも心臓におけるＰＭＲチャンネル形成によって影響を受ける場合があると考えられる。従って、他のタイプのセンサを用いてチャンネル形成に応じた信号を提供する方法に本発明の原理を適宜適用してもよいことは当業者にとって明白であろう。
〔実施の態様〕
１．ＰＭＲ治療のための装置であって、
患者の心臓と係合する遠位端を有し、潅流を促進するチャンネルを心臓組織に形成するためのエネルギーを心臓組織に与える脈管再生装置から成る細長いプローブと、
治療に応じた指標を提供するセンサとからなる装置。
２．センサは治療に応じて患者の身体が発生する信号を受信する実施態様１に記載の装置。
３．センサが電極を備えている実施態様２に記載の装置。
４．電極がプローブの遠位端に隣接した位置に設けられている実施態様３に記載の装置。
５．電極がプローブとは無関係に患者の身体に置かれている実施態様３に記載の装置。
６．センサは治療に応じた信号を生成するトランスデューサから成る実施態様１に記載の装置。
７．トランスデューサは超音波トランスデューサから成る実施態様６に記載の装置。
８．トランスデューサはプローブの遠位端に隣接した位置に設けられている実施態様６に記載の装置。
９．センサは微小循環に応じた信号を生成する血流センサから成る実施態様１に記載の装置。
１０．センサは光学センサから成る実施態様１に記載の装置。
１１．心筋組織に蛍光誘発放射を行う導波管を備え、センサは組織が発する蛍光を受け取ってそれに応じた信号を発生する実施態様１０に記載の装置。
１２．センサに結合し、信号を分析して治療の効力を示す指標を提供する信号処理回路を備える実施態様１乃至実施態様１１のいずれか１項に記載の装置。
１３．回路はＳＴ部の上昇を検出する実施態様１２に記載の装置。
１４．回路は不整脈を検出する実施態様１２に記載の装置。
１５．回路によって検出された不整脈が少なくとも１つのＶＰＢから成る実施態様１４に記載の装置。
１６．回路はプローブの遠位端に隣接した組織の性質変化を検出する実施態様１２に記載の装置。
１７．組織の性質変化は組織の密度変化である実施態様１６に記載の装置。
１８．回路はプローブの遠位端に隣接した部分での血液潅流の上昇を検出する実施態様１２に記載の装置。
１９．脈管再生装置は心臓組織にレーザを照射する実施態様１乃至実施態様１１のいずれか１項に記載の装置。
２０．脈管再生装置は心臓組織にＲＦエネルギーを照射する実施態様１乃至実施態様１１のいずれか１項に記載の装置。
２１．脈管再生装置は心臓組織に高強度の超音波照射を行う実施態様１乃至実施態様１１いずれか１項に記載の装置。
２２．脈管再生装置は機械的エネルギーを心臓組織に加える実施態様１乃至実施態様１１いずれか１項に記載の装置。
２３．患者の心臓に対するモニター付きＰＭＲ治療法であって、
心臓に対してエネルギーを加える脈管再生装置を含むプローブを患者の心臓組織に係合させる段階と、
装置を用いてエネルギーを心臓組織に与え潅流を促進するチャンネルを心臓組織に形成する段階と、
治療に応じて患者の身体から信号を受信する段階を含む方法。
２４．信号の受信は治療の成功を示す信号の受信を含む実施態様２３に記載の方法。
２５．信号の受信は患者の身体が発生する信号の検知を含む実施態様２３に記載の方法。
２６．信号の検知は患者の心臓内部における電気信号の感知を含む実施態様２５に記載の方法。
２７．信号の検知は患者の身体表面での電気信号の検知を含む実施態様２５に記載の方法。
２８．信号の検知は心臓組織から反射されるエネルギーの受け取りを含む実施態様２３に記載の方法。
２９．エネルギーの受信は心臓内部の指定されたチャンネル位置からの超音波エネルギーの受け取りを含む実施態様２８に記載の方法。
３０．エネルギーの受信は心臓組織からの蛍光放射の受け取りを含む実施態様２８に記載の方法。
３１．蛍光放射の受け取りは自己蛍光放射の受け取りを含む実施態様３０に記載の方法。
３２．蛍光放射の受け取りは患者の血流に投与された薬品からの蛍光放射の受け取りを含む実施態様３０に記載の方法。
３３．信号の受信は心臓内部の指定されたチャンネル位置近傍の微小循環血流量に応じた信号の受信を含む実施態様２３に記載の方法。
３４．信号を処理して治療の効力を示す指標を提供する段階を含む実施態様２３乃至実施態様３３のいずれか１項に記載の方法。
３５．信号の処理はＳＴ部の上昇の検出を含む実施態様３４に記載の方法。
３６．信号の処理は不整脈の検出を含む実施態様３４に記載の方法。
３７．不整脈の検出はＶＰＢの検出を含む実施態様３６に記載の方法。
３８．信号の処理はチャンネル領域での組織特性における変化の検出を含む実施態様３４に記載の方法。
３９．変化の検出は組織の密度の変化検出を含む実施態様３８に記載の方法。
４０．変化の検出は組織の血液潅流における変化の検出を含む実施態様３８に記載の方法。
４１．組織の血液潅流における変化の検出は潅流が促進されたことの検出を含む実施態様４０に記載の方法。
４２．心臓へのエネルギー印可はレーザ照射を含む実施態様２３乃至実施態様３３のいずれか１項に記載の方法。
４３．心臓へのエネルギー印可はＲＦエネルギーの照射を含む実施態様２３乃至実施態様３３に記載のいずれか１項に記載の方法。
４４．心臓へのエネルギー印可は高強度の超音波の照射を含む実施態様２３乃至実施態様３３に記載のいずれか１項に記載の方法。
４５．心臓へのエネルギー印可は機械的エネルギーの印可を含む実施態様２３乃至実施態様３３に記載のいずれか１項に記載の方法。
以上に説明した好適な実施例は例として述べただけであり、発明の全範囲はクレームによってのみ限定される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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