JP3149068B2 - 生体組織凍結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体組織凍結装置に係
わり、特に、開腹する事なく体内に刺込み、体内臓器患
部を凍結壊死せしめる凍結治療針を備えた生体組織凍結
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、体内臓器の癌、例えば、肝臓
癌・肝臓腫瘍・膵臓癌の手術は、開腹・摘出する手術で
あった。手術を行う医師には、手術の危険性、及び手術
後の内蔵癒着にもみられる余病の併発等に対処し得る熟
練度を要求され、手術を受ける患者には、長時間にわた
る手術に耐え得る患者の体力が要求され、更に患者を取
り巻く家族・親族・友人達の心配・配慮等を考慮するな
ら、あらゆる面において開腹手術は大変なものである。
一方、超音波診断器による体内患部の影像も鮮明に解像
可能となり、初期癌が容易に発見されるようになったも
のの、余程の事のない限り開腹切除するより他の治療方
法を採ろうとし、開腹手術の頻度も制限されるものであ
った。また、開腹して患部を直視しながら液体窒素の蒸
発・断熱膨張による凍結チップで凍結・壊死させる方法
は、治療方法としては存在するものの、先ず開腹しなけ
ればならず、更に、先端凍結チップのみが低温ではな
く、液体窒素の容器から凍結チップに至るまでの接続フ
レキシブルパイプ、及び凍結チップの保持管に霜が付
き、保持管に付着した結氷により針として体内に刺す事
はできないものであった。

【０００３】例えば、実公昭５２−４０６１８号公報に
開示された外科用消息子にあっては、内部を真空にしう
る外管内に配設された冷凍流体噴出パイプを通じて、液
体窒素を前記外管先端に固設した消息子先端キャップ内
の空間に導き、これの蒸発・断熱膨張により該消息子先
端キャップを冷却し、この冷却された消息子キャップを
患部に接触・凍結させるとしている。この外科消息子
を、基底神経節、大脳内腫瘍、脳下垂体、腔内肉腫等の
手術に用いて好成績をおさめている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
技術を詳細に検討すると、前記消息子は、前記外管の中
心部に、消息子先端キャップに挿入された気化冷媒排出
パイプを配設し、該排出パイプの下方に冷凍流体噴出パ
イプを配設し、これら両パイプの前記外管内での位置関
係が安定するように複数個の支持環で支持するよう構成
されている。該支持環の外周壁は前記外管の内周壁に密
着する直径を有し、該支持環は外管と対接する。即ち、
前記外管内を真空に維持し対流伝熱を遮断したとして
も、気化冷媒排出パイプ・冷凍流体噴出パイプから外管
に至る冷熱輻射に加えて、該両パイプの冷熱は前記複数
の支持環を介して該外管に伝達し、少なくとも該支持環
が対接する個所の外管外周壁に、霜・結氷が形成する可
能性がある。更に、前記消息子先端キャップの端面形状
は、前記外管の直径を半径とする球面である事も加え
て、患者の患部上皮、生物学的組織を切開するか、口腔
・腔口など予め開口した部分より患部まで消息子先端キ
ャップを挿入管部を介して挿入するしか患部に到達し得
ない。

【０００５】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、開
腹する事なく体外から生体臓器の患部に直接刺込み可能
で、しかも先端部位に生体組織凍結用流体を導入可能に
した治療針を備えた生体組織凍結装置において、前記治
療針と生体組織凍結用流体を充填する魔法瓶とを接続す
る凍結用流体導入管による冷熱の放散を防ぎ、あるい
は、該治療針の外管内壁側に設けた真空空間の真空度を
長期間にわたって維持可能で、しかも該治療針の操作が
容易な生体組織凍結装置を提供する事を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる技術的課
題を達成するために、先端部位に生体組織凍結用流体を
導入可能にした治療針を備えた生体組織凍結装置におい
て、前記治療針の基側に、該治療針より太径に形成した
真空管体を介して真空保持されるフレキシブル管を接続
させるとともに、前記真空管体内に治療針へ延在させた
凍結用流体導入管と排出管を貫設せしめ、排出管は密封
管路(排気管１０)を介して前記太径の管体側部より外部
に引き出し、一方凍結用流体導入管は前記フレキシブル
管内に貫設せしめると共に、該導入管の外周面に断熱層
をフレキシブル管内周と非接触の状態で、形成した事を
特徴とする生体組織凍結装置を提案する。

【０００７】なお、前記フレキシブル管と導入管間が通
気可能な保持輪を介して間隔保持されていて、更に、前
記フレキシブル管は金属製蛇腹管であるとより好まし
い。

【０００８】

【作用】かかる技術手段によれば、前記治療針と凍結用
流体が充填された容器とを連結する凍結用流体導入管を
真空保持可能なフレキシブル管内に貫設すると共に、該
導入管の外周面に断熱層を形成したために、前者の手段
により該導入管からの対流伝熱が、後者の手段により輻
射伝熱が遮断可能となる。

【０００９】なお、前記フレキシブル管と凍結用流体導
入管間に形成された環状間隙が好ましくは治療針より太
径に形成した真空管体を介して、前記治療針の外管内側
に形成された環状間隙と連通するならば、前者のフレキ
シブル管の環状間隙と真空管体を加えた容積は後者の環
状間隙の容積に比べてはるかに大きいので、多少の真空
洩れがあっても当初に該環状間隙に形成した真空空間の
真空度は、長期間にわたって維持する事が可能となる。
また、前記フレキシブル管は金属製蛇腹管としたので、
真空維持をより確実なものとし、更に、前記真空空間の
断熱によってフレキシブル管外周壁面に霜が付着しない
事と相俟って、前記治療針の操作を容易に行う事が可能
となる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載さ
れている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置な
どは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲を
それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎ
ない。

【００１１】図１乃至図４は本発明の実施例に係る生体
凍結用治療針を示し、図１はその関連部材を含む全体構
成を示す正面切欠き断面図、図２は該生体凍結用治療針
の先端部分の正面断面図、図３はその途中管路を部分を
示す正面図、図４はその側面図である。１は生体凍結用
治療針で、内管３、中管４及び外管５からなる同心三重
管の針体１ａ、及び該針体１ａの先端に封着された先端
部材２から成る。

【００１２】前記針体１ａの先端には、中管４の先端が
外管５内壁側に断面八の字状に拡径し溶着封止され、該
接合部は先端部材２の後部に嵌着封止され、内管３の先
端ノズル部３ａは先端部材２の後端内部に設けられた円
錐状空所２ａ内に延設されている。先端部材２の先端
は、外管中心に対して斜に切削され、更に先端側の長円
外縁を研磨して切刃２ｂを設け、針体１ａの外径と略同
径の先端部材２は針体１ａと共に、開腹する事なく体内
に刺し込み可能に形成されている。また、中管４の外周
には、ポリエチレン、ポリエステル等の樹脂製繊維糸を
スパイラル状に巻き付けて外管５との間の間隙保持部材
５ａとすると共に、該中管４と外管５間の環状空間１５
は、後述の太径管真空空間１６と保持輪１２Ａを介して
連通し、真空吸引している。

【００１３】太径管体６の先端側にはテーパ部６ａ、後
端側にはジョイント部６ｂが形成されており、該テーパ
部６ａ先端は、針体１ａの外管５が挿入され溶着封止さ
れている。該外管５と中管４との間に形成している環状
の環状空間１５は、該太径管体６内の太径管真空空間１
６と連通し、該太径管真空空間１６は太径管体６の後部
に設けられた真空排気管８及び真空自在ジョイント７に
連通し真空吸引している。また、中管４は保持輪１２Ａ
に保持されて太径管体６の後部の排気管１０に延設・溶
着封止されており、中管４の内壁と内管３の外壁の間隙
に形成された戻りガス環路１７は該排気管１０に開口し
ており、更に、排気管９に連通している。また、前記排
気管１０を貫通した内管３は、ジョイント部６ｂに設け
られた保持輪１２Ｂに保持されて、内管３より大きな内
径を有するフレキシブルパイプ１１に案内されて、クラ
イオポット１８に至る。前記排気管１０を貫通し前記ク
ライオポット１８に至る内管３の外壁には、アルミフォ
イルとナイロン糸交織布を積層したテープ状の断熱布１
３を巻回している。更に、太径管真空空間１６には活性
炭素１４を内装している。

【００１４】かように生体凍結用治療針１、太径管体
６、及びフレキシブルパイプ１１が構成されているの
で、外管５と中管４間に形成された環状空間１５と、太
径管体６と中管４間に形成された太径管真空空間１６
と、フレキシブルパイプ１１と内管３間の環状空間１１
ｂとは互いに連通しており、真空自在ジョイント７に不
図示の真空ポンプを接続し真空排気管８・真空自在ジョ
イント７を介して前記三空間を吸引するなら、該三空間
を真空度１０^-6〜１０^-7トールの真空にする事ができ
る。環状空間１５に比べて残りの二空間の容積は極めて
大きく形成されており、多少の真空洩れがあっても容易
に前記真空度を降下させる事がなく、また前記太径管体
６内の活性炭素１４の分子吸着により該真空度の真空を
長期間維持する事ができる。

【００１５】次に針体１ａを形成する同心三重管の各管
体について順次説明するに、内管３は、外径・内径がそ
れぞれ略１．０ｍｍ，０．８ｍｍのステンレス鋼細管
で、その先端ノズル部３ａは先端部材２の後端内部に設
けられた円錐状空所２ａ内に延設されていて、該内管３
内を流れる液体窒素３１は該ノズル部３ａから噴出し先
端部材２内壁面に衝突し気化するように構成されてい
る。中管４は外径・内径がそれぞれ略１．８ｍｍ，１．
４ｍｍのステンレス鋼細管で、前記内管３と該中管４と
の間隙に形成される戻りガス環路１７を気化した窒素が
還流する。外管５は外径・内径がそれぞれ略３．０ｍ
ｍ，２．４ｍｍの剛直ステンレス鋼管で、前記中管３と
該外管５との間隙に形成される環状空間１５は太径管体
６の太径管真空空間１６に連通されている。また、前記
同心三重管の長さは略２００ｍｍ程度で、前記先端部材
２と共に体内に刺し込まれるよう構成されている。な
お、前記太径管体６は外径が略２５ｍｍ，長さが２００
ｍｍ程度のステンレス鋼管である。

【００１６】かかる治療針によれば、排気管９にて排気
ポンプ２３により吸引減圧すれば、内管３により液体窒
素３１が導入されて、ノズル部３ａにて該液体窒素３１
が先端部材２内面の円錐状空間２ａに噴射されて、膨張
しながら先端部材２に衝突し、その蒸発潛熱が凍結熱と
して働いた後、吸熱・気化したガスは反転して内管３外
壁と中管４の内側空隙の戻りガス環路１７を通って、戻
り窒素ガス３２として排気管９・フレキシブル排気管２
５を経て排気ポンプ２３により排出される。この際、戻
りガス環路１７は液若しくは気体が正圧状態で流通して
いるために保持部材を設ける必要はなく、むしろ保持部
材の存在は抵抗となるので好ましくない。また内管３と
中管４が接触しても低温同士であるため熱損失の影響は
少ない。

【００１７】かかる点は既に公知であるためにその詳細
構成の説明は省略し、本発明の要部たる樹脂製糸の間隙
保持部材５ａについて説明する。図３に示すように、中
管４には略１／２Ａに近似する直径ａの樹脂糸を互に逆
向き方向に、もしくは巻回ピッチを変えて互に交差する
ように中管４に巻付け、交差点５ｂで２本の糸が重なる
点を保持支点となるよう構成する。即ち、前記一対の間
隙保持部材５ａの直径ａは略１／２Ａであるため、図３
及び図４のごとく、環状空間１５全長に亙り前記交差点
５ｂ以外で両管は熱的に接続しなく、また前記交差点５
ｂが中管４と外管５とを同心円保持する支持点となる。

【００１８】図５は、本発明の実施例に係る前記生体凍
結用治療針を含む凍結針治療装置の構成を示す斜視図
で、１８は液体窒素３１を充填する魔法瓶であるクライ
オポットで、２３は前記生体凍結用治療針１にて気化し
た戻り窒素ガス３２を排気する排気ポンプ、２４は該排
気ポンプ２３を操作するスイッチであり、２２は前記ク
ライオポット１８と排気ポンプ２３、及びスイッチ２４
を搭載するワゴン車である。

【００１９】内管３を内包するフレキシブルパイプ１１
の先端部は前記太径管体６の後端側のジョイント部６ｂ
に溶着され、該フレキシブルパイプ１１の後端側は液送
管１９先端部外径に溶着され、該フレキシブルパイプ１
１と内管３間に形成される環状空間１１ｂ部内を太径管
真空空間１６に連通しさせながら気密的にシール固着す
る。前記内管３は外周壁面を断熱材により断熱措置され
た液送管１９に接続され、該液送管１９は自在ジョイン
ト２１を介してクライオポット１８内の略底部に至るサ
イホン（不図示）に接続され、該クライオポット１８に
充填された液体窒素３１は、前記生体凍結用治療針１に
供給されるように構成されている。

【００２０】前記排気ポンプ２３はフレキシブル排気管
２５を介して生体凍結用治療針１の排気管９と接続され
ている。

【００２１】図６及び図７は、本発明の実施例に係わる
生体凍結用治療針を用いて行う治療方法を示し、図６は
治療方法の概念を示す正面図、図７は治療に用いるＣＲ
Ｔ画面の正面図である。１は前記生体凍結用治療針で、
保持・ガイド金具４２を介して人体４４に刺込まれ、前
記保持・ガイド金具４２に保持され人体４４に接触配置
された超音波センサ４１は、人体４４の患部４５に対し
て送信波４７を発信し、患部４５を含む人体臓器からの
反射波４８を受信する。５０はＣＲＴ画面で、該ＣＲＴ
画面には超音波送受信の基線画像５１と前記治療針の映
像５２、患部の映像５５を示すよう構成されている。

【００２２】前記のように構成された凍結針治療装置の
作用を説明するに、ＣＲＴ画面５０における基線の画像
５１と患部の映像５５を看視しながら、前記生体凍結用
治療針１を人体４４の患部４５に向って刺込む。該治療
針１の映像５２もＣＲＴ画面５０に示されるので、保持
・ガイド金具４２を操作しながら基線画像５１と治療針
の映像５２とが一致する合致点５３に至るまで押入す
る。次いで、スイッチ２４を操作して排気ポンプ２３を
駆動させると、フレキシブル排気管２５、排気管９，１
０、及び戻りガス環路１７内の気体が吸入・排気され
て、先端部材２の円錐状空所２ａ内の圧力は負圧にな
る。従って、クライオポット１８内の液体窒素３１は液
送管１９を経て内管３を流れてノズル部３ａで噴霧状に
噴出し、前記先端部材２の内壁面に衝突・気化し、該先
鋭部２はおよそ１分経過後に−１３０度に冷却され、該
先鋭部２外周部にアイスボール４６が形成され、該アイ
スボールはおよそ１分経過後に直径略１０〜１５ｍｍ
に、およそ１０分経過後に直径略２０〜３０ｍｍに成長
する。

【００２３】ＣＲＴ画面５０上のアイスボールの映像５
６を看視しながら目的とするアイスボール４６の大きさ
に達したなら、スイッチ２４を操作して排気ポンプ２３
の駆動を中断する。液体窒素３１の供給は停止し、前記
先端部材２に形成されたアイスボール４６は体液によっ
て解凍されて、患部４５から治療針１を抜脱する事がで
きる。必要に応じて治療針１を刺込みなおして、残りの
患部４５の生体組織を凍結・壊死させるまで、前記操作
を繰返す。

【００２４】なお、前記先端部材２及び針体１ａの外径
は３ｍｍ程度と細いので、出血しても自己回復可能であ
り、しかも針体１ａは環状空間１５により断熱されてい
るので先鋭部２以外は氷結せず、生体凍結用治療針１の
刺込み、抜脱処置の際、患部臓器に至るまでの途中の臓
器・器官を結氷によって損傷する事もない。

【００２５】なお、内管３に流す液体窒素３１は、フレ
キシブルパイプ１１内にあっては断熱布１３による輻射
放熱、及び真空に維持された環状空間１１ｂによる対流
放熱が遮断されており、また、生体凍結用治療針１内に
あっては中管４内壁との間に形成された戻りガス環路１
７を還流する低温の気体窒素に保護され、しかも針体１
ａ内にあっては外管５と中管４間に形成されている環状
空間１５の真空により断熱されているので、外気に冷熱
を放散して余分に蒸発する事がなく、従って、該液体窒
素３１を先端ノズル部３ａに熱損失することなく供給す
る事ができる。

【００２６】更に、前記凍結針装置は、全てをワゴン車
２２に搭載されているために、治療に当り患者に該装置
を近接して配置する事ができ、しかも、生体凍結用治療
針１とワゴン車２２に搭載している装置とは、可撓性の
フレキシブルパイプ１１、及びフレキシブル排気管２５
で接続されているために、前記生体凍結用治療針１を容
易に操作できる。

【００２７】従来、超音波診断装置によって細胞採集の
プローブ・注射針の映像を看視しながら医科治療を行っ
ているが、本願の生体凍結用治療針を超音波診断装置と
併用する治療方法は未だ確立されていない。しかしなが
らアイスボールの成長過程を超音波エコー映像に鮮明に
映し出す事ができるので、開腹する事なく治療する事が
可能となった。

【００２８】図８は、本発明の他の実施例に係わる生体
組織凍結装置を示す正面図で、１は生体凍結用治療針
で、太径管体６に溶着封止している。前記太径管体６内
部は、不図示の超真空ポンプに真空自在ジョイントを介
して接続・吸引され、真空に維持されている。前記治療
針１にて気化した排気窒素ガス３２は不図示の排気ポン
プにより排気管９・フレキシブル排気管２５を介して排
出される。前記治療針１は、太径管体６の後端部に設け
た接手ナット６１及び断熱直管６２を介して、クライオ
ポット１８に接続する。

【００２９】かように構成された生体組織凍結装置は、
レバー６３を押下して排気ポンプを駆動させて排気窒素
ガス３２を排出させると、クライオポット１８内の液体
窒素３１は治療針１先端部に導入される。前記生体組織
凍結装置は、特に、治療針１が頭蓋骨貫通して刺込み可
能であるので、大脳内腫瘍、脳下垂体等脳組織を凍結・
壊死させる脳外科に応用される。

【００３０】

【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、前記
治療針と凍結用流体容器とを連結する凍結用流体導入管
を真空保持可能なフレキシブル管内に貫設すると共に、
該導入管の外周面に断熱層を形成したために、該導入管
からフレキシブル管への冷熱伝達が遮断可能となる。ま
た、前記フレキシブル管と導入管間に形成された環状間
隙が通気可能な保持輪を介して間隔保持し、前記治療針
の外管内側に形成された環状間隙と連通したので、前者
の環状間隙の容積は後者の環状間隙の容積に比べてはる
かに大きいので、多少の真空洩れがあっても当初に該環
状間隙に形成した真空空間の真空度は、長期間にわたっ
て維持する事が可能となる。更に、前記フレキシブル管
は金属製蛇腹管としたので、真空維持をより確実なもの
とし、また、前記真空空間の断熱によってフレキシブル
管外周壁面に霜が付着しない事と相俟って、前記治療針
の操作を容易に行う事が可能となる。等の種々の著効を
有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る生体凍結用治療針の内部
構造を示す正面断面図

【図２】本発明の実施例に係る前記生体凍結用治療針の
要部構造をしめす正面断面図

【図３】本発明の実施例に係る前記生体凍結用治療針の
途中管路を部分を示す正面図

【図４】図３の側面図である。

【図５】本発明の実施例に係る前記生体凍結用治療針を
含む凍結針治療装置の構成を示す斜視図

【図６】本発明の実施例に係わる生体凍結用治療針を用
いて行う治療方法の概念を示す正面図

【図７】本発明の実施例に係わる生体凍結用治療針を用
いて行う治療に用いるＣＲＴ画面の正面図

【図８】本発明の他の実施例に係わる生体組織凍結装置
を示す正面図

【符号の説明】

１ 治療針 ３ 凍結用流体導入管 １１ フレキシブル管 １２Ｂ 保持輪 １３ 断熱層 ３１ 生体組織凍結用流体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 17/34 A61B 18/00 - 18/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部位に生体組織凍結用流体を導入可
   能にした治療針を備えた生体組織凍結装置において、 前記治療針の基側に、該治療針より太径に形成した真空
   管体を介して真空保持されるフレキシブル管を接続させ
   るとともに、前記真空管体内に治療針へ延在させた凍結
   用流体導入管と排出管を貫設せしめ、 排出管は密封管路を介して前記太径の管体側部より外部
   に引き出し、 一方凍結用流体導入管は前記フレキシブル管内に貫設せ
   しめると共に、該導入管の外周面に断熱層をフレキシブ
   ル管内周と非接触の状態で、形成した事を特徴とする生
   体組織凍結装置。
2. 【請求項２】 前記フレキシブル管と凍結用流体導入管
   間が通気可能な保持輪を介して間隔保持されているとと
   もに、前記フレキシブル管が金属製蛇腹管である請求項
   １記載の生体組織凍結装置。