JP2562861B2 - 冷却電極によるラジオ周波数切除用カテーテルおよび方法 - Google Patents

冷却電極によるラジオ周波数切除用カテーテルおよび方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，冷却電極を備えている
ラジオ周波数（ＲＦ）切除用カテーテルおよび方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ラジオ周波数切除用カテーテルが今まで
に提供されてきた。しかし乍ら，そのようなカテーテル
では，十分な大きさの外傷を達成することが難かしいと
いう点で困難に遭遇してきた。外傷の大きさを増加しよ
うとしてカテーテルへのＲＦ電力を増加すると，切除が
行なわれる部位に血液の変質（劣化）を生じた。そのよ
うな血液の変質は，変質生成物を電極面上に沈着せしめ
てインピーダンスを非常に増加する。さらに，増加した
電力レベルが，望ましくない血液の加熱を生じ，それが
凝血を生ずることがあるのが判明した。したがって，こ
れ等の欠点を克服するＲＦ切除用の新しい，改良された
カテーテルの必要性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般的に，本発明の課
題は，冷却電極を備えたＲＦ切除用カテーテルおよび大
きな外傷形成を可能にする方法を提供することである。
【０００４】本発明の他の課題は，カテーテルがその中
に小室を有している導電性の電極を備えており，そして
冷却が小室に与えられる上記の特徴のカテーテルおよび
方法を提供することである。
【０００５】本発明の他の課題は，キャビティ内の冷却
液が，カテーテルが配置される心臓内の小室の血圧に実
質的に等しい圧力に維持される上記の特徴のカテーテル
および方法を提供することである。
【０００６】本発明の他の課題は，ポンプが冷却液をカ
テーテル内に導入するため設けられており，そして別の
ポンプがその液をカテーテルから引き出すために設けら
れている上記の特徴のカテーテルおよび方法を提供する
ことである。
【０００７】本発明の他の課題は，外傷またはネクロー
シスが，電極に接触した表面を破壊して，電極の下にあ
る種々の深さに形成できるカテーテルおよび方法を提供
することである。
【０００８】本発明のその他の課題および特徴は，好ま
しい実施例が添付図面と関連して詳細に説明されている
以下の説明から明らかとなるであろう。
【０００９】
【実施例】一般的に，本発明は，血液を含んでいる少く
とも１つの小室を形成している壁を有し，心臓に使用す
る冷却電極によるラジオ周波数切除用カテーテルを具体
化している。このカテーテルは，近位端および遠位端を
有している可撓性の細長い部材により構成されている。
電極は，可撓性の細長い部材の遠位端に取付けられてお
り，かつその中にキャビティを有している。可撓性の細
長い部材を通り，近位端から遠位端に延びていて，ラジ
オ周波数エネルギーをチップ電極に供給する手段が設け
られている。可撓性の細長い部材は，その中に，近位端
から遠位端に延びており，かつ電極に連絡している第１
の穴を備えている。冷却液を穴内に導入する手段が設け
られている。冷却液を穴内に導入する手段は，電極にお
ける穴内の液体の圧力を調整する手段を含むので，その
液体の圧力は，遠位端が配置されている心臓の小室内の
血圧に近似している。
【００１０】さらに詳細には，本発明に組み入れられて
いる冷却電極によるラジオ周波数（ＲＦ）切除用カテー
テル１１は，近位端１３および遠位端１４を有している
可撓性の細長い部材１２より成っている。中空チップ導
電性電極１６が，遠位端１４に取付けられており，かつ
内部キャビティ１７を備えている。可撓性の細長い部材
１２は，ポリウレタンのような適切なプラスチックで形
成されている。使用されるプラスチックは，耐捩れ性
（kink resitant）であることが望ましい。追加の耐捩
れ性を与えるため，適切な材料のブレード２１が，その
押出し成形の際に可撓性の細長い部材１２内に与えられ
て，細長い部材を強化し，追加の耐捩れ性を与えてもよ
い。ブレード２１はナイロンまたはケブラ（kevlar）の
ような適切な材料で形成されることができる。ブレード
２１は，図１に示されたように，細長い部材の遠位端に
設けることができる，あるいは，所望により，細長い部
材１２の全長に延びることができる。
【００１１】中空チップ電極１６は，ステンレススチー
ルのような適切な材料で形成されることができる，かつ
０．００３インチ（約０．０７６ｍｍ）から０．００４
インチ（約０．１０ｍｍ）の肉厚を有することができ
る。細長い部材１２は，たとえば大きさ３から７フイン
チ（French）のカテーテルを提供するような適切な大き
さで提供できる。電極１６は，全体的に半球状形状を有
し，かつ接着剤（図示せず）のような適切な手段によっ
て細長い部材１２の遠位端に固定できる。細長い部材１
２は，第１および第２の比較的大きな液体を通す穴２６
および２７を備えており，これ等の穴は，近位端１３か
ら遠位端１４に延びており，かつ中空チップ電極１６の
キャビティ１７に連絡している。図示のように，穴２６
および２７は，断面三日月形形状であることができる。
また，細長い部材１２の近位端１３から遠位端１４に延
びている中央の穴２８が設けられいてる。三日月形形状
の穴２６および２７の周りに円周方向に間隔をへだてた
複数の追加の穴２９が設けられている。中央の穴２８
は，ラジオ周波数エネルギーを電極１６に供給する導体
３１を保持している。導体３１は，また，チップ電極１
６を固定するのに使用されているので，導体３１は，細
長い部材１２の遠位端１４に固定したままである。
【００１２】カテーテル１１の遠位端を操作する手段が
設けられており，その手段は，１９９１年１１月１８日
出願の米国同時係属出願第０７１７９３，８５８号（米
国特許第５，２３８，００５号）に記載された形式のも
のである。その出願に記載されているように，その手段
は，穴２９内に設けられており，かつ細長い部材１２の
中央の穴２８の周りに円周方向に間隔をへだてられてい
るステアリングワイヤ３３，３４および３６を含む。ス
テアリングワイヤ３３，３４および３６は，アースリタ
ーン３７と一緒に，近位端に延びており，かつ細長い部
材１２の近位端に設けられている雄コネクタ３９にケー
ブル３８を介して接続されている。
【００１３】図示のように，カテーテル１１は，たとえ
ば，細長い部材１２の遠位端１４の外部上にあって，か
つ中空チップ電極１６に比較的近接して設けられた間隔
をへだてたバンドとして形成されている電極４１および
４２のような追加のラジオ周波数電極を設けることがで
きる。そのような電極４１および４２は，穴２９を通り
近位端に延びており，かつコネクタ４１に接続している
導体４３および４４によって接続されることができる。
【００１４】細長い部材１２の近位端１３は，取付具５
１を備えており，その中にチューブ状部材５２および他
のチューブ状部材５３が延びている。チューブ状部材５
２は，穴２７に連絡しており，そしてチューブ状部材５
３は穴２８に連絡している。チューブ状部材５２および
５３は，在来の形式のルアーロック（Luer locks）５６
および５７を備えている。
【００１５】冷却液を穴２７を通り遠位端のキャビティ
１７内へ送らせるため，冷却液を穴２７に導入する手段
が取付具５６に接続されている。キャビティ１７内の液
体の圧力が，カテーテルが配置される心臓の小室内の血
圧に近似するように，冷却液をキャビティ１７から引き
出す手段が取付具５７に固定されている。この手段は，
摂氏５度から１０度の範囲の温度を有している冷却した
食塩水６２を備えているタンク６１より成っている。所
望により，食塩水以外の他の液体も使用できると理解さ
れるべきである。冷却食塩水を取付具５６に供給するた
め設けられた手段は，ポンプ６６より成っており，この
ポンプ６６は，チューブ状部材６７によってタンク６１
内の冷却食塩水６２内に接続されており，そして食塩水
をチューブ状部材６８を通り送り出す。このチューブ状
部材６８は，圧力計６９で計ったとき所定の圧力Ｐ１の
冷却食塩水を供給するため，取付具５６に接続されてい
る。したがって，ポンプ６６が作動したとき，冷却食塩
水が穴２７およびキャビティ１７に導入される。キャビ
ティ１７内の冷却食塩水の圧力を減少し，かつカテーテ
ルが配置される心臓の小室内の血圧に実質的に等しいよ
うにキャビティ１７内の圧力を維持するため，冷却液を
穴２８を通りキャビティ１７から引き出すポンプ７１が
設けられいてる。ポンプ７１は，チューブ状部材７２に
よって，取付具５７に接続されており，そして圧力計７
３によって測定される負圧Ｐ２を流路２８に供給する。
ポンプ７１が，キャビティ１７から引き出した冷却液を
タンク６１に戻すので，冷却液は冷却され，再使用でき
る。
【００１６】カテーテル１１は，ラジオ周波数電源と，
雄コネクタ３２を収容するようになっている雌コネクタ
７８にケーブル７７によって接続されているコントロー
ラ７６とに接続するようになっている。ラジオ周波数電
源７６は，在来の形式のものであることができる。コン
トローラは，カテーテルの遠位端を操作するのに使用さ
れており，かつ１９９１年１１月１８日出願の同時係属
中の出願第０７／７９３，８５８号（米国特許第５，２
３８，００５号）に記載された形式のものである装置の
１部分として組み込まれている。
【００１７】冷却チップによるＲＦ切除用カテーテルの
作動および使用，並びにその使用方法を簡単に下記に説
明する。心筋層切除を行なうため，ラジオ周波数エネル
ギーを心臓の小室を形成する壁内に導入したいと望んで
いると仮定しよう。また，従来の方法で，カテーテルが
人間の心臓の小室内に導入されていると仮定しよう。コ
ントローラ７６を使用することによって，遠位端１４
は，チップ電極１６が心筋層に接触するまで移動される
ように，操作される。それから高周波エネルギーが，Ｒ
Ｆ電源から７６から導体３１を通りチップ１６に供給で
きる。そのようなラジオ周波数エネルギーの送り出し前
に，または同時に，ポンプ６９および７３が作動される
ので，冷却食塩水が，穴２７および電極１６のキャビテ
ィ１７内に導入されて，ラジオ周波数エネルギーが電極
に加えられている時間中，電極１６を冷却する。穴２７
内の圧力を比較的低い値に保つために，かつキャビティ
１７内の圧力が，カテーテルが配置されている心臓の小
室内の血圧と実質的に同じであるように，ポンプ７３が
負圧を生じて，冷却食塩水を通路または穴２８を通り引
き出し，そしてそれをタンク６１内に排出する。オペレ
ーターはゲージ６９および７３を観察することによっ
て，キャビティ１７内の圧力が，カテーテルチップが配
置されているキャビティの周りの血液だまりの圧力と実
質的に同じであるように，ポンプ６６および７１を操作
できる。ゲージ６９および７３上の所望の圧力Ｐ１およ
びＰ２は，カテーテル１１を身体の外側においてポンプ
６６および７１を最初に作動して，小室１７内の圧力を
測定し，それから正しい圧力がキャビティ１７に存在す
るとき，ゲージ６９および７３上の圧力を観察すること
によって確認できる。したがって，カテーテル１１が，
体内に，そして心臓内に導入されたとき，キャビティ１
７内の所望の圧力は，単にゲージ６９および７３上の示
度を重複することによって達成できる。
【００１８】所望により，圧力変換器（図示せず）をキ
ャビティ１７内に設けることができる，そしてその圧力
変換器は，電気的導体を通り延びていて，圧力が適切な
計測器（図示せず）上で読み取ることができるカテーテ
ルの近位端に接続される。
【００１９】キャビティ１７内の食塩水の圧力を，カテ
ーテル１１の遠位端１４が配置されている血圧に，また
は血圧の近くに維持することによって，カテーテル１の
キャビティ１７からの食塩水の洩れの最小の傾向があ
る。これは，切除手順が行なわれている時間の間，心臓
が血液を送っているとき，心臓収縮期から心臓拡張期ま
での血圧変化があっても，容易に達成される。これは，
心臓収縮期と心臓拡張期との間の血液範囲が，約２ｐｓ
ｉのような水銀柱６０−２００ｍｍの範囲として図示さ
れている図３に例示されている。穴２７および２８内の
冷却液の圧力変化が，カーブ８１によって示されてい
る。ポンプ６６によって与えられる入口圧力は，図３に
示したようにＰ１である。圧力は穴内の損失のための穴
２７内で降下する。穴２８の出口におけるポンプ７１に
よって生じた負圧力Ｐ２のため，圧力は降下し続ける。
穴の損失を克服するための圧力Ｐ１およびＰ２の適切な
調整によって，チップ電極１６のキャビティ１７内の圧
力は，それが，チップ１６が配置されている小室内のブ
レードの圧力に近似するように調整できる。これは，８
２で示されたようにチップ穴における血圧領域を通り横
切る図３のカーブ８１によって表わされている。典型的
な実施例が，長さ１５０ｃｍ，直径０．１０インチ（約
２．５４ｍｍ）の穴を有しているカテーテルによって図
５に示されている。チップにおける冷却液の圧力は，４
０ｐｓｉ（約２．７２ｋｇ／ｃｍ２）の正の入口圧力Ｐ
１および負の４０ｐｓｉの負の出口圧力Ｐ２を使用して
得られた。
【００２０】本発明の方法を利用する本発明のカテーテ
ルにより，５ないし５０ワットの電力を用いて，心筋層
に１／２ないし１ｃｍの所望の深さおよび同様の幅の外
傷を達成可能であることが判明した。
【００２１】キャビティ１７内の圧力を制御する他に，
なおチップ電極１６の温度を測定するのが望ましいかも
知れない。これは熱電対（図示せず）をチップ１６に接
近して取付け，リード線を熱電対から細長い部材１２内
の追加の穴（図示せず）を通り引き出し，そしてリード
線を近位端に引き出して，それ等を適切な計測器８５に
接続して，温度記録をすることにより達成できる。これ
はさらに，切除手順を行なう医師または外科医に対して
冷却が適切であることを保証し，かつ切除手順の際に過
大な温度に達していないのが判る追加の入力を与える。
【００２２】図１に示したような中空チップ電極１６の
冷却を高めるために，図４および５の変更したチップ電
極８６が提供されている。その図に示したように，適切
な導電性材料で形成できる電極８６は，チップ８６の円
筒状の壁８８から内方に延びており，かつ詳細に図４に
示されたようにチップの遠位端に延びている複数の半径
方向に延びているフィン８７を備えている。フィン８７
は，チップ８６の長手方向の軸線の近くで終わってい
て，フィン８７の終端に円筒状の空間８９を与えてい
る。したがって，食塩水がチップ１６内に導入されるの
と同じ方法で，冷却食塩水がチップ８６に入るとき，フ
ィン８７の追加の冷却面が，電極８６から冷却電極８６
に追加の熱電動を生ずるのが判るであろう。チップから
冷却食塩水へのこの増加した熱電動が，冷却食塩水の少
ない流量または達成されつつある切除手順の際に電極へ
の追加のＲＦエネルギー付加を可能にする。
【００２３】冷却電極によるラジオ周波数切除用カテー
テルの他の実施例が，図６ないし図８に示されている。
カテーテル９１は，近位端１３および遠位端１４を有し
ている可撓性の細長い部材より成っている。カテーテル
９２は，たとえば１５０ｃｍのような適切な長さであ
り，かつ流路９６を備えている。遠位端９４は，減少し
た直径の部分９２ａと，通路９６に連絡しているその中
の流路９７とを備えている。可撓性の細長い部材９２は
また，遠位端９４と減少した直径の部分９２ａとの間に
移行部を形成しているテーパー部分９２ｂを備えてい
る。通路９７は，中空チップ導電性電極として役立つ銀
のような適切な導電性材料から形成されたカップ形状の
電極９９内に設けられた小室９８に連絡している。カッ
プ形状の電極９９は，接着剤１０２のような適切な手段
によって可撓性の細長い部材９２の遠位端９４に固定さ
れた近位端１０１を有している。電極９９は，複数の間
隔をへだてた穴１０６を有している半球状の遠位端１０
３を備えている。さらに，電極９９は，チップ９９の軸
線に対して約４５度の角度で近位の方に傾斜して延びて
いる図７および８に示したような１対の月形の間隔をへ
だてたスロット１０７および１０８を備えている。
【００２４】電極９９内の小室９８に冷却液を供給する
手段が設けられており，そしてその手段は，その中に冷
却食塩水を有しており，所望のときに補充できる容器１
１１より成っている。冷却食塩水をタンクまたは容器１
１１からカテーテル１１の通路９６に供給する手段が設
けられており，そしてその手段は，ポンプ１１３に接続
されている入口パイプ１１２より成っている。ポンプ１
１３は，ストップコック１１４を介して接続されてお
り，そしてストップコック１１４は，３方向弁を備えて
いて，開閉位置に動かすハンドル１１６を備えている。
ストップコック１１４は，可撓性の細長い部材９２の近
位端９３に固定された取付具１１８に接続した可撓性パ
イプ１１７に接続されている。
【００２５】さらに，ラジオ周波数エネルギーをチップ
９９に供給する手段が設けられており，そしてその手段
は，コネクタ１２３に接続した電源コード１２２を備え
ているラジオ周波数電源１２１より成っている。コネク
タ１２３は，取付具１１８に接続されているコード１２
６に接続されている他のコネクタ１２４に接続されてい
る。コードは，ろう付け１２８によって電極９９に接続
された絶縁線１２７により，導電される。
【００２６】図６ないし図８に示したような冷却チップ
カテーテルの作動および使用方法について以下に説明す
る。一方向ポンプ１１３は，容器１１１から冷却食塩水
をポンプ移送するのに使用され，そして食塩水を圧力を
かけて通路９６，９７を通り小室９８に供給する。冷却
食塩水は図１に示した実施例におけるように，再循環さ
れるよりもむしろ，冷却液が電極に接触した後，電極９
９から送られてくる冷却液のジェット１３１によって電
極９９から排出される。したがって，チップ９９が，心
臓の壁に接触したとき，ジェットがチップ９９と心臓の
壁との間の中間面を透過して追加の冷却を生ずることは
判るであろう。冷却食塩水はチップ９９の温度によって
わずかに温められるかも知れないが，ジェット１３１
は，周囲の血液よりもなお冷く，したがって，中間面に
追加の冷却を与えて，チップ９９と心臓の壁との間の中
間面における血液の凝固を防止するのを助ける。ジェッ
ト１３１の他に，電極９９を心臓の壁に接触する方に押
す力を生ずる，スロット１０７および１０８から近位の
方に向けられた矢印１３２によって示された追加のジェ
ットがある。換言すると，ジェット１３２は，ジェット
１３１に対する反対の力を生じて，電極９９を心臓の壁
に接触したままにさせる。
【００２７】上記の説明から，１つの穴のみが冷却食塩
水の一方向の流れに必要であるから，所定のサイズのカ
テーテルに対して遠位端９４に延びているより大きな穴
を設けることが可能であることが判るであろう。この増
加した食塩水の流量が，チップ電極９９へ送られるラジ
オ周波数パワーを増加可能にし，所望により心臓の壁に
より大きな外傷を作るのを可能にする。血液内への食塩
水の導入は，すでに多くの他の医学的手順において行な
われているので，問題はない。
【００２８】設けられた３方向弁またはストップコック
１１４は，冷却食塩水をポンプでカテーテル９１に送る
ときに，気泡がポンプ１１３によって送られないのを保
証するため，いかなる空気もカテーテル９１から排出す
るのを可能にする。空気がシステムから排出されるや否
や，冷却食塩水が流路９６に供給されるように，ハンド
ル１１６を回すことができる。
【００２９】カテーテル９１に，より多くのラジオ周波
数エネルギーを収容できる冷却切除電極を設けることに
よって，心臓以外の切除手順を行なうことが可能であ
る。たとえば，ある腫張を処置するのに利用できる。ま
た，表面と組織の結合を傷つけることなく，表面の下に
ある組織を処置しながら，表面を傷つけずに残すことが
可能である電気焼灼および電気外科に利用できる。した
がって，静脈または動脈壁を通る器官を処置するとき，
壁の裏側を損なうことなく，静脈または動脈壁をなお保
護しながらこれを行なうことが可能である。これは，壁
に対する損傷を防止するため，図４に示したような冷却
チップから流出する食塩水を使用する冷却チップによっ
て容易に達成できる。そのような手順は，特に，胆の
う，泌尿器科および婦人科に適用可能である。
【００３０】患者の血管内へのカテーテル９１の挿入の
際，穴１０６およびスロット１０７と，１０８内に血液
が入るのを防止するため，カテーテル９１が通路９６内
に挿入されるとき，食塩水が穴１０６およびスロット１
０７と１０８から流出するように，冷却食塩水がわずか
に正の圧力を有しているのが望ましい。他の方法では，
ＲＦエネルギーがチップ９９に加えられる前に，通路９
６を通り冷却食塩水を加えるべきである。これは，カテ
ーテル内のいかなる血液も，カテーテルが配置されてい
る血液だまり内に押し出すのを保証するのに役立つ。こ
れは，ＲＦエネルギーが加えられて，チップ電極９９が
加熱されたとき，小さい穴１０６またはスロット１０７
と１０８内で血液が凝固するのを防止する。
【００３１】血液がカテーテルの内部に入るのをより難
かしくする本発明に組み込まれているカテーテルの他の
実施例が図９ないし図１０に示されている。その図に示
されたように，カテーテル１３６は，流路１３８を備え
ている可撓性の細長いチューブ状部材１３７より成って
いる。適切な導電性材料で形成されたチップ電極１４１
は，接着剤１４３のような適切な手段によってチューブ
状部材１３７の遠位端１４２に接着される。プラスチッ
クのような適切な材料のチューブ状挿入物１４４は，接
着剤１４６のような適切な手段によって可撓性の細長い
部材１３７の内部壁に固定された広がった近位端１４４
ａを備えている。図９から明らかなように，チューブ状
挿入物１４４は，電極１４１内にスペースまたは小室１
４８を与えるため，チップ電極１４１の半球状部分の近
くで終わっている遠位端１４７を備えている。チューブ
状挿入物１４４は，遠位端１４７を通り開放しており，
かつ小室１４８に連絡している流路１４９をそなかてい
る。流路１４９はまた，可撓性の細長い部材１３７内の
流路１３８に連絡している。１対の直径方向に対向して
いる穴１５１が可撓性の細長いチューブ状部材１３７の
遠位端１４２に設けられている。適切なエラストマー材
料で形成された円筒状の弁スリーブ１５３の形の弁手段
が，可撓性の細長いチューブ状部材１３７の遠位端１４
２内に設けられたくぼみ１５４内に配置されている。弁
スリーブ１５３は，スリーブ１５３の周りに円周方向に
延びている環状補強リブを備えている。チューブ状挿入
物１４４の長手方向に延びているスリット１５７が設け
られており，これは穴１５１に重なっていて，そしてス
リット１５７を閉じるため，シールした位置に屈曲可能
に保持されたリーフレット１５３ａおよび１５３ｂを形
成するのに役立っている。
【００３２】冷却食塩水が通路１３８を通りカテーテル
１３６に導入されるとき，食塩水が，チップ１４１を冷
却する小室１４８内に矢印１５７によって示したように
通路１４９を通過することは判るであろう。その冷却機
能を果たした後，わずかに温められた冷却液は，矢印１
５７によって示されたように近位の方に送られ，そして
弁スリーブ１５３内に設けられたリーフレット１５３ａ
および１５３ｂを外方に押すことによって穴１５１およ
びスリット１５７を通り正の圧力で血液だまり内に排出
される。これは，電極の冷却を続けるため，追加の冷却
食塩水をチップ電極１４１内に導入可能にする。したが
って，食塩水がカテーテル１３６に供給されていないと
き，そのような弁スリーブ１５３が，カテーテル１３６
を取り囲んでいる血液がカテーテルの内部に入るのを防
止しながら，食塩水の使用を可能にすることは判るであ
ろう。
【００３３】ある用途では，たとえば，前述のような冷
却食塩水の供給によるような能動的冷却を先行し，そし
てカテーテルがＲＦ切除に使用されている間，カテーテ
ルのチップの受動的冷却に頼ることも可能である。その
ようなカテーテル１７１が図１１および１２に示されて
いる，そして前述のプラスチックで形成されていて，か
つそこを通り延びている流路１７３を備えた可撓性の細
長いチューブ状部材１７２より成っている。チューブ状
部材１７２は，銀のような適切な導電性材料で形成され
た円筒状の金属スリーブ１７６に接続されている。スリ
ーブは，たとえば２ないし５ｃｍのような適切な長さを
有することができる。スリーブ１７６は，そこを通り延
びている穴１７７を備えている。スリーブ１７６の他端
は，プラスチックのような適切な絶縁材料で形成された
他のチューブ状部材１７９に接続されている。チューブ
状部材１７９は，大きな中央の穴１８１と，穴１８１の
周りに円周方向に間隔をへだてている複数の追加穴１８
１ないし１８７とを備えている。穴１８２，１８４およ
び１８５は，その中を通り延びており，チューブ状部材
１７９の遠位端に接続されている要素１９１，１９２お
よび１９３を有している。これ等の要素１９１，１９２
おひ１９３は，負の膨張係数を有しているニチノールの
ような材料で形成されている。アース戻り導体１９４が
穴１８３内に設けられている。導体１９６は，穴１８６
内に設けられていて，そして導電性材料で形成された半
球状のチップ電極１９７に接続されており，かつ接着剤
（図示せず）のような適切な手段によってチューブ状部
材１７９の遠位端に固定されている。
【００３４】受動的熱伝導手段２０１が，カテーテル１
７１の遠位端内に設けられており，そして，たとえば水
または食塩水のような熱吸収流体で含浸させた木綿繊維
のような適切な繊維状材料より成っている。この熱伝導
性材料２０１は，チューブ状部材１７２の遠位端から通
路１７７を通り金属スリーブ１７６に延びており，そし
て金属スリーブ１７６に密着している。この材料２０１
はまた，チューブ状部材１７９内に設けられた穴１８１
を通り，そしてチップ電極１９７の内部に延びている。
図１１から明らかなように，穴１８２ないし１８６内の
前述の種々の導体および要素が，受動的熱伝導材料２０
１を通り，接着剤２０６を通過し，それから通路１７３
を通ってカテーテルの近位端に延びており，そこでそれ
等の導体および要素は，前述の形式の適切な制御装置に
接続されている。
【００３５】図１１および１２に示したようなカテーテ
ル１７１の使用では，電極１９７へのラジオ周波数エネ
ルギーの付加が電極１９７を加熱して受動的熱伝導手段
２０１内の液体を加熱せしめ，対流によって受動的熱伝
導手段２０１の方に移動せしめる。これはさらに，冷却
液を循環せしめて，その場所を冷却する。加熱された液
体は，芯のような熱伝導性材料２０１を通り流れ，そし
て金属スリーブ１７６に接触し，そして金属スリーブ１
７６は，スリーブ１７６を通過する液体に熱を伝えるこ
とによって冷却せしめられる。冷却液はそれから前述の
ように対流を続けるためチップに戻される。
【００３６】さらに，追加の熱分散が望まれれば，図１
３に示したような構成を使用することができる。金属の
半径方向に延びている伝導フィン２１１は，スリーブ１
７６の外面にろう付けされるか，あるいはスリーブ１７
６と一体に形成される。フィン２１１を設けることによ
って，追加の熱分散表面積が与えられ，これが，スリー
ブ１７６およびフィン２１１の周りを循環する血液への
熱分散能力を増加する。
【００３７】ラジオ周波数エネルギーの使用による切除
に関連して前述したカテーテルの機能は，図１４を参照
することによってより明確に理解できる。図１４は，グ
ラフの縦の軸に示されたような摂氏の温度に対する切除
手順の際に生じた外傷の深さｍｍを横の軸に沿って示し
ているグラフである。グラフ上の「０」は，組織に接続
している電極チップ面と同等である。図１４に示したよ
うに，グラフの右の方に行くにしたがって，組織内の深
さが増加する。組織内に送られるラジオ周波数エネルギ
ーの３つの異なるパワーレベルに対する３つのカーブ
Ａ，ＢおよびＣがグラフに示されている。グラフ上の温
度は１００℃で始まっている。１００℃はそれが温度の
上部限界と考えられるので，示された，あるいは，約９
０℃で血液は電極上で沸騰し，凝固し始め，そのインピ
ンーダンスを大幅に増加し，外傷を作るその能力を構成
するので，１００℃よりもわずかに低い。したがって，
電極またはチップの温度を，出来れば，９０℃以下に保
つのが望ましい。５０℃のとき，ライン２１６がグラフ
に示されている，というのは，これは，この温度以下で
心筋層並びに結合性の組織のネクローシスが止む温度で
あるからである。
【００３８】図１４に示したカーブＡは，３つの部分Ａ
１，Ａ２およびＡ３に分割されている。破線部分Ａ２
は，冷却が電極に加えられていないときの指数カーブＡ
３の連続を表わしている。したがって，カーブＡによっ
て表わされた５ワットの電力レベルから，カーブの開始
を示した８０℃のチップ温度から温度は，組織からの距
離が増加するにつれて指数関数的に減少することが判
る。図示のように，カーブＡ３は，深さ５ｍｍにおいて
ライン２１６によって表わされた５０℃のネクローシス
境界線に交差する。生じた外傷は，距離ａ１によって表
わされたように約５ｍｍの深さを有している。さらにそ
れ以上の切除は，この電力レベルのとき停止する。カー
ブＡによって表わされた電力レベルを供給されるチップ
電極が前述の方法で，能動的に冷却されれば，チップ電
極温度は，たとえば，距離０ｍｍのスキンインターフェ
ースのチップにおけるカーブＡ１によって表わさたよう
な３５℃の低いレベルまて下降する。この温度はネクロ
ーシス温度以下であるから，カーブＡ２がたとえば表面
から３ｍｍの深さのような，５０℃のネクローシスライ
ンに交差する点の距離ｄ２まで，切除は起り始めない。
ネクローシスは，距離ｄ３によって表わされたような３
ｍｍないし５ｍｍの深さで起る。そのような冷却切除手
順は，ネクローシスが接触面およびそのすぐ下にある組
織を破壊することなく接触面の下で起るのを可能にする
ので，非常に有利である。これは，たとえば心臓の裏面
を破壊することなく，心臓内に不整脈を生ずる部位周囲
を破壊するため，ある組織を切除するのが望ましい心臓
の適用に特に望ましい。
【００３９】カーブＢは，たとえば，組織内にＩ２Ｒ加
熱を生ずる１０ワットのラジオ周波数の高電力レベルの
とき，電極チップを冷却したときおよび冷却しないと
き，どのようになるかを表わしている。カーブＢの部分
Ｂ２は，セグメントＢ３の指数カーブの連続を表わして
いる。見て判るように，チップスキンインターフェース
における温度は，１００℃に接近しており，これは，電
極上の血液を沸騰し，血液を凝固し，そのインピーダン
スを高くし，そして外傷を生ずる能力を構成するので，
非常に問題がある。チップ電極に対する能動的冷却を設
けることによって，カーブＢ１が発生される，これは，
ｄ４によって表わされたような２ｍｍの深さからネクロ
ーシスを生じせしめ，そしてカーブＢ３がｄ５によって
表わされたように５０℃のネクローシスライン２１６に
交差する約８ｍｍの深さにまで及ぶことを示している。
したがって，電極のチップ上に血液の凝固を生ずる望ま
しくない高温度に達することなく，高電力レベルを使用
してより深いかつ大きい外傷を与えることが可能である
ことが判るであろう。図示のように，表面が破壊される
必要がないように，表面の下の外傷の形成を開始するこ
とが可能であり，したがって本発明による処置から，患
者による早期発見を容易にする。
【００４０】カーブＣは，たとえば，カーブが部分Ｃ
１，Ｃ２およびＣ３によって表わされている４０ワット
のような，さらに高い電力レベルを表わしている。指数
カーブＣ３の連続である破線ライン部分Ｃ２は，電極ス
キンインターフェースの温度がはるかに１００℃を超え
ており，そして本発明により提供される能動的冷却を除
いては，使用できないことを示している。能動的冷却に
より，スキン電極インターフェースの温度は８０℃に近
づき，そして徐々に増加し，９５℃に接近し，それから
指数関数的に，距離ｄ６によって表わされたスキンの表
面から１５ｍｍの距離でネクローシスライン２１６に交
差するまで下降することが判る。スタートの温度が５０
℃のネクローシスライン２１６の上方にあるという事実
から見て，ネクローシスは，スキンの表面から１５ｍｍ
の深さまで起り，大きな，かつ深い外傷を与える。
【００４１】図１４のグラフに反映されている結果はま
た，図１６ないし図１８に示された等温線図によって強
められる，これ等の図は，高温度が，電極スキンインタ
ーフェースからの距離である深さにのみ達する冷却電極
に対して示されている。
【００４２】図１５，図１６，図１７および図１８は，
有限要素（finite element）分析プログラムＡＮＳＹＳ
を用いてコンピュータシュミレーションから得られたグ
ラフである。これ等のグラフは，カテーテル１１の可撓
性の細長い部材１２の遠位端のチップの電極１６におい
て，かつ異なる状態に対して電極・組織干渉からの組織
内の異なる深さにおいて達成される温度を示している。
図１５は，１０ワットの電力が冷却せずに電極１６に加
えられる状態を表わしている。図１６は，５℃で電極に
送られる食塩水の１分間当り２０ｃｃｓの形の冷却のと
きの電極に加えられる同じ１０ワットの電力に対するグ
ラフである。図１７は，冷却せずに４０ワットの電力が
電極１６に加えられる状態に対するグラフであり，これ
に反して，図１８は，１分間２０ｃｃｓ，５℃の温度の
食塩水によって冷却が電極に加えられるとき，同じ４０
ワットの電力が電極に加えられる状態に対するグラフで
ある。図１６ないし１８に示したグラフまたは線図は，
電極１６の可撓性の細長い部材１２の遠位端の長手方向
の軸線から半径方向に離れて延びている温度断面または
輪郭の１／２のを表わしている。
【００４３】図１５ないし図１８に示したグラフでは，
電極チップ１６は，人間の心臓の心筋層に接触するよう
に，組織に接触していると仮定されている。心筋層は，
２３１として識別されており，心臓内の血液は２３２と
して識別されている。図１５ないし１８のグラフから明
らかなように，等温カーブはアルファベット文字によっ
て識別されている。図１５に示した等温カーブは，冷却
しない電極１６に対する下記の温度を摂氏度で表わして
いる。 Ａ＝３７．８１１°摂氏 Ｂ＝３９．４３３°摂氏 Ｃ＝４１．０５６°摂氏 Ｄ＝４２．６７８°摂氏 Ｅ＝４４．３００°摂氏 Ｆ＝４５．９２３°摂氏 Ｇ＝４７．５４５°摂氏 Ｈ＝４９．１６７°摂氏 Ｉ＝５０．７８９°摂氏 Ｊ＝５２．４１２°摂氏 Ｋ＝５４．０３４°摂氏 Ｌ＝５５．６５６°摂氏 Ｍ＝５７．２７９°摂氏 Ｎ＝５８．９０１°摂氏 Ｏ＝６０．５２３°摂氏 Ｐ＝６２．１４５°摂氏 Ｒ＝６５．３９０°摂氏 約５０℃の温度を表わしている上記に識別したカーブＨ
は，永久的ネクローシスがたとえば心筋層のような組織
に起る温度である。換言すると，非可逆損傷がこの温度
より高い温度で起る。その温度以下では，浮腫は一時的
であり，典型的には，逆に戻る。カーブＩ，Ｊ，Ｋ，Ｌ
ないしＲによって表わされた温度は，ネクローシスが起
る５０°以上の温度を表わしている。したがって，達し
た温度のため，チップ１６から図１５のカーブＨによっ
て表わされた距離または深さまでネクローシスを起こす
ことがある。
【００４４】これと対照的に，図１６に示したように電
極１６の冷却を利用することによって，等温カーブは下
記の温度を有している。 Ａ＝１９．５１８°摂氏 Ｂ＝２１．４２５°摂氏 Ｃ＝２３．３３３°摂氏 Ｄ＝２５．２４０°摂氏 Ｅ＝２７．１４８°摂氏 Ｆ＝２９．０５５°摂氏 Ｇ＝３０．９６３°摂氏 Ｈ＝３２．８７０°摂氏 Ｉ＝３４．７７８°摂氏 Ｊ＝３６．６８５°摂氏 Ｋ＝３８．５９３°摂氏 Ｌ＝４０．５００°摂氏 Ｍ＝４２．４０８°摂氏 Ｎ＝４４．３１５°摂氏 Ｏ＝４７．２２８°摂氏 Ｐ＝４８．１３０°摂氏 Ｒ＝５１．４９５°摂氏 等温カーブから，５０℃の等温カーブが電極から間隔を
へだてられ，温度のみが，等温カーブＲの近くで４９な
いし５０℃を超え初めているのが判るであろう。したが
って，チップと直接隣接する心筋層部分が，安全に保た
れるのが判るであろう。換言すると，ネクローシスは心
筋層の第１の部分に現われない，つまり冷却チップのた
め，たとえばカーブＰおよびＲによって示されたよう
に，心筋層表面の下の１または２ｍｍのようなある距離
まてネクローシスは起きない。したがって，切除チップ
の冷却が心筋層表面を保護するのに役立つことは判るで
あろう。同時に，冷却チップは，心筋層内への電力の供
給を制御する血液の凝固を防止するのに役立つ。
【００４５】図７に示したグラフでは，等温カーブは下
記の温度を有している。 Ａ＝４０．１６０°摂氏 Ｂ＝４６．４７９°摂氏 Ｃ＝５２．７９８°摂氏 Ｄ＝５９．１１７°摂氏 Ｅ＝６５．４３６°摂氏 Ｆ＝７１．７５６°摂氏 Ｇ＝７８．０７５°摂氏 Ｈ＝８４．３９４°摂氏 Ｉ＝９０．７１３°摂氏 Ｊ＝９７．０３２°摂氏 Ｋ＝１０３．３５２°摂氏 Ｌ＝１０９．６７１°摂氏 Ｍ＝１１１５．９９０°摂氏 Ｎ＝１２２．３０９°摂氏 Ｏ＝１２８．６２９°摂氏 Ｐ＝１３４．９４３°摂氏 Ｒ＝１４７．５８６°摂氏 この図では，血液が電極面上で凝固する実質的に１００
℃以上の比較的高い温度に達することが判るであろう。
４９℃の等温カーブは図１７に示されていなが，それは
等温カーブＢとＣとの間にある。したがって電極チップ
における血液の凝固を除き，ネクローシスはカーブＣと
Ｄの間のカーブによって表わされた深さまで起るに違い
ない。これは単に理論上のことである，というのは，そ
のような高温度のときには，血液の凝固がチップ上に起
り，チップから心筋層の組織への電力の転移を非常に妨
げるからである。
【００４６】図１８に示したグラフでは，等温カーブは
下記の温度を有している。 Ａ＝３２．９８０°摂氏 Ｂ＝３８．５８９°摂氏 Ｃ＝４４．１９７°摂氏 Ｄ＝４９．８０６°摂氏 Ｅ＝５５．４１５°摂氏 Ｆ＝６１．０２４°摂氏 Ｇ＝６６．６３３°摂氏 Ｈ＝７２．２４２°摂氏 Ｉ＝７７．８５１°摂氏 Ｊ＝８３．４６０°摂氏 Ｋ＝８９．０６９°摂氏 Ｌ＝９４．６７８°摂氏 Ｍ＝１００．３８６°摂氏 Ｎ＝１０５．８９５°摂氏 Ｏ＝１１１．５０４°摂氏 Ｐ＝１１７．１１３°摂氏 Ｒ＝１２８．３３１°摂氏 これ等のカーブから，カーブＤがネクローシスを止める
領域を表わしている等温カーブであることが判るであろ
う。図１８の等温カーブから，電極表面における温度が
１００°以下であり，したがって血液の凝固が起るのを
制御されることが判るであろう。したがって，今まで冷
却なしでは達成不可能であった冷却切除電極を利用する
比較的深い，かつ広い外傷を達成することが可能であ
る。切除チップ電極に対する冷却を使用せずに，チップ
電極に供給できる電力量が大幅に減少される，というの
は，さもなくば，チップ電極温度が非常に急激に上昇
し，チップ上に血液の凝固を生じ，それが電極から電極
に接触する組織への電力の転移を妨げるか，または少く
とも制御するからである。
【００４７】上記から，冷却切除電力を設けることが，
多くの予期しない結果を有していることは判るであろ
う。冷却電極の使用が，ネクローシスを電極によって接
触される表面の十分下に作るのを可能にする。これは心
内膜下の不整脈惹起性の病巣によって作り出される不整
脈を処置するのに特に望ましい。したがって，皮膚表面
を損傷または切り開かずに，皮膚表面の下にある腫脹細
胞を処置可能にする組織表面の数ミリメーターの下であ
る外傷を達成可能にする。これは，傷口における可能性
のある感染を防止する大きな助けとなる。それはまた，
患者に対して，作り出されたネクローシスの周りの速や
かな癒合（ゆごう）を促進する。したがって，本発明に
よって，心筋層の真中に非常に小さい外傷，たとえば直
径２および３ｍｍの外傷を設けることが可能である。適
切な電力の付加および適切な電極からの熱除去によっ
て，表面を電極によって損傷することなく，組織内の任
意の所望の深さに外傷を達成することが可能である。
【００４８】本発明は主に心臓の切除に関連して説明し
たけれども，また，たとえば電気外科のような他の適用
も有していると理解すべきである。また，たとえば，胸
部癌および前立腺癌のような皮膚の下にある腫脹を処置
するのにも使用できる。
【００４９】上記から見て，冷却電極を備えており，ラ
ジオ周波数切除に特に適しているカテーテルおよび切除
が血液変質を生ずることなく行なわれる部位の近くの血
液の不当な加熱を生ずることなく心臓の心筋層の切除を
可能にするその使用方法が提供されることは判るであろ
う。これは，チップにおける血圧に実質的に等しいカテ
ーテルのチップにおける圧力に維持されている食塩水の
使用によって達成できる。
【００５０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，本発明に組み込まれている冷却電極に
よるラジオ周波数切除に使用するカテーテルの側部立面
図であり，そして冷却液をカテーテルのチップに送り，
かつそれから引き出すポンプシステムに概略的に接続さ
れているカテーテルを示している。
【図２】図２は，図１の２−２線に沿って見た横断面図
である。
【図３】図３は，冷却チップにおける正および負圧力が
血圧範囲のゼロまたはその近くであることを示している
グラフである。
【図４】図４は，図５の４−４線に沿って見た横断面図
であり，本発明に組み込まれている冷却チップの他の実
施例を示している。
【図５】図５は，図４の５−５線に沿って見た横断面図
である。
【図６】図６は，本発明に組み込まれている冷却電極に
よるラジオ周波数切除に使用するカテーテルの他の実施
例の側部立面図であり，冷却液をカテーテルのチップに
供給するポンプシステムに概略的に接続されたカテーテ
ルを示している。
【図７】図７は，図６に示したカテーテルの遠位端の側
部部分立面図である。
【図８】図８は，図７に類似しいてるが，９０度回転し
たチップを示している側部立面図である。
【図９】図９は，図１０の９−９線に沿って見た本発明
に組み込まれたカテーテルの他の実施例の横断面の側部
立面図である。
【図１０】図１０は，図９の１０−１０線に沿って見た
端部立面図である。
【図１１】図１１は，カテーテルのチップ電極からエネ
ルギーを引き出す受動的芯を利用している本発明に組み
込まれているカテーテルの他の実施例である。
【図１２】図１２は，図１１の１２−１２線に沿って見
た横断面図である。
【図１３】図１３は，本発明に組み込まれている他のカ
テーテルの遠位端の横断面図である。
【図１４】図１４は，切除手段の際に組織内に生ずる温
度を示しているグラフである。
【図１５】図１５は，冷却および非冷却電極を比較して
いる等温カーブと，切除の際の組織への影響を示してい
るグラフを示している。
【図１６】図１６は，冷却および非冷却電極を比較して
いる等温カーブと，切除の際の組織への影響を示してい
るグラフを示している。
【図１７】図１７は，冷却および非冷却電極を比較して
いる等温カーブと，切除の際の組織への影響を示してい
るグラフを示している。
【図１８】図１８は，冷却および非冷却電極を比較して
いる等温カーブと，切除の際の組織への影響を示してい
るグラフを示している。
【００５０】
【符号の説明】
１１・・・カテーテル １２・・・細長い部材 １３・・・近位端 １４・・・遠位端 １６・・・電極 １７・・・キャビティ ２１・・・ブレード ２７，２９・・・穴 ４２・・・電極 ６１・・・タンク ６２・・・食塩水 ６６，７１・・・ポンプ ７６・・・ＲＦ電源

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面を有している組織に使用する冷却電
    極によるラジオ周波数切除用カテーテルにおいて， 近位端および遠位端を有し、血管中を配送するのに適し
    た寸法形状を有する細長い部材と，細長い部材の遠位端
    に固定されていて，その中に小室を有しており，かつ組
    織に接触するようになっている金属導電性電極と，細長
    い部材を通り近位端から遠位端に延びていて，ラジオ周
    波数エネルギーを電極に供給する導体手段と，前記細長
    い部材は，遠位端に穴を有しており，かつ小室に連絡し
    ており，前記小室に配置され，かつラジオ周波数エネル
    ギーの付加によって電極内に生じた熱を分散するため電
    極に接触する冷却手段と，電極に接触する組織の温度を
    測定する手段と，冷却手段を使用せずに形成されるより
    もより深いかつ広い外傷が組織内に形成できるようにす
    るため、測定した温度に応答して，組織の表面温度が９
    ０℃を超えないように，電極に供給されるラジオ周波数
    エネルギーの量を制御する手段とを有していることを特
    徴とするカテーテル。
  2. 【請求項２】 前記冷却手段が，対流を生ずる受動的冷
    却手段の形である請求項１に記載のカテーテル。
  3. 【請求項３】 前記電極が，導電性材料で形成されてお
    り，電極に固定された複数の外方に延びているフィンを
    備えている請求項２に記載のカテーテル。
  4. 【請求項４】 前記冷却手段が，冷却液が小室内に供給
    される能動的冷却手段の形である請求項１に記載のカテ
    ーテル。
  5. 【請求項５】 電極によって保持されており，小室内に
    延びており，かつ冷却液に接触する内方に延びているフ
    ィンと一緒である請求項４に記載のカテーテル。
  6. 【請求項６】 前記電極が，その中にオリフィスを有し
    ている丸いチップを有しているチップ電極であり，その
    オリフィスを通り冷却液を小室から送ることができる請
    求項１に記載のカテーテル。
  7. 【請求項７】 前記チップ電極が，長手方向に延びてい
    る軸線を有し，そして前記チップ電極が，チップ電極の
    軸線から離れて延びる方向に近位の方に傾斜した追加の
    オリフィスを備えており，そのオリフィスを通り，電極
    を表面に係合する方に押す力を生ずるジェットを生ずる
    ように，冷却液が漏出できる請求項６に記載のカテーテ
    ル。
  8. 【請求項８】 電極の近位のチューブ状部材によっ支持
    持された弁手段と，チューブ状部材および電極内の小室
    に設けられ、冷却液を小室内に排出せしめ，それからチ
    ャンバーからの近位の方に送り，そして弁手段を通り排
    出せしめる手段とを含み，前記弁手段が，血液のような
    液体がカテーテル内に入るのを防止するのに役立ってい
    る請求項４に記載のカテーテル。
  9. 【請求項９】 前記細長い部材が，冷却液を第１に挙げ
    た穴を通り供給し，そして冷却液を追加の穴から引き出
    す手段と一緒に，電極内の小室内に延びている追加の穴
    を備えている請求項１に記載のカテーテル。
  10. 【請求項１０】 ラジオ周波数エネルギーを電極に供給
    する導体手段は、５ワットより大きいが５０ワットより
    小さい電力のラジオ周波数エネルギーを供給する能力を
    有する請求項１に記載のカテーテル。
  11. 【請求項１１】 前記能動的冷却手段は５℃から１０℃
    の範囲の温度を有する冷却液を供給する能力を有する請
    求項４に記載のカテーテル。
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