JP4987958B2 - 医療用レーザー装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、過増殖性組織の治療のための装置に関し、そしてさらに特に、少なくとも２つ以上の別々の波長の光を利用することにより、実質的に同時に過剰の組織を剥離し、しかも剥離後の直下の組織を凝固してほとんど出血しない治療をもたらす良性の前立腺過形成を治療するためのシステムおよび方法に関する。

良性前立腺過形成（ＢＰＨ）または「拡大した前立腺」は、前立腺の非ガン性（良性）の成長をいう。ＢＰＨは、５０歳を越える男性において最も普通の前立腺の問題であるが、前立腺の良性の成長は、約２５歳で顕微鏡的な小結節により開始されるが、男性が４０歳前には、ほとんど発症しない。米国では６３０万人の男性がＢＰＨを有し、そしてその疾患は、毎年、６４０万回の医師への通院に関係がありそして４０万人より多い入院患者に関係がある。

ＢＰＨの正確な原因は、知られていないが、エイジングの進行に伴うホルモンの変化を含むものと一般に考えられている。テストステロンは、男性が生きている間連続して生成されそしてジヒドロテストステロン（ＤＨＴ）（思春期および成人の初期の間前立腺の急速な成長を誘発する）への前駆物質であることから、恐らくＢＰＨに関係を有するものと思われる。完全に発達すると、前立腺は、そのサイズがほぼクルミの実であり、そして男性が４０歳代の半ばに達するまでこのサイズのままである。この時点で、前立腺は、多くの男性にとり人生の後期でＢＰＨにしばしば導かれる成長の第２の周期が始まる。

成人の初期中の前立腺の全部の拡大とは対照的に、良性の前立腺の成長は、尿道のまわりを囲む移行ゾーンと呼ばれる前立腺の中心域にのみ生ずる。前立腺のこの域の成長とともに、前立腺は尿道を押しそして多数の下部尿路症候群（ＬＵＴＳ）、例えば排尿困難（閉塞症状）および排尿時の痛み（貯蔵症状）を引き起こす。最後に、膀胱自体が弱くなりそしてそれ自体を空にする能力を失う。

閉塞症状例えば間欠性排尿または遅延性排尿は、体内から排出される尿の量を著しく減らす。もし治療されないままであると、急性の尿閉は、他の重大な合併症、例えば膀胱結石、尿路感染症、尿失禁そして稀なケースとして膀胱損傷、腎臓損傷を生じさせる。これらの合併症は、抗不整脈薬または抗高血圧薬（非利尿薬）も服用している高齢の男性に、より頻繁に見られる。ＢＰＨに伴う生理学的な問題に加えて、多くの男性も不安やクオリティー・オブ・ライフの低下を経験している。

ＢＰＨの緩和な症状は、アルファ−ブロッカーおよび抗アンドロジェンのような薬剤により、ほとんどの場合治療されている。中程度から高度のＢＰＨ症状を示す男性は、典型的な例として手術を受けねばならない。多数の他の手術のアプローチも同様に利用できるが、前立腺の経尿道的切除（ＴＵＲＰ）は、標準的な手術手順である。他のより侵襲的ではない手術方法は、前立腺の経尿道切開（ＴＵＩＰ）、経尿道マイクロ波温熱療法（ＴＵＭＴ）、経尿道電気蒸発（ＴＵＶＰ）、経尿道針剥離（ＴＵＮＡ）およびレーザー手術を含む。

光が使用されて、剥離（蒸発）または熱凝固メカニズムの何れかにより、過剰の前立腺組織を排除する多数の異なるレーザー技術が存在する。観察された臨床効果は、光の吸収（目標組織それ自体および／または周囲の流体による）そしてその次の熱の移動（その程度は、レーザー光線のパワーおよび波長に主に依存する）による。一般に、波長は組織の浸透の深さを決め、一方パワーは組織内に生ずる温度に直接的な影響を有する。しかし、組織は、５０℃より高く加熱されなければ凝固を誘導することがなく、一方蒸発は１００℃より高い温度でなければ生じないことから、治療域で最終のインパクトを決めるのは温度である。温度は、また合併症、すなわち炎症、排尿障害、出血および治療後のカテーテル留置の必要性および期間に影響する。

現在ＢＰＨの治療に使用されているレーザーのアプローチは、単一の波長の光を利用して、剥離によりまたは凝固壊死を誘導することによって過剰の前立腺組織を排除する。しかし、最初、ＢＰＨに対するレーザー手術は、内視鏡レーザー組み合わせ摘除（ＣＥＬＡＰ）とよばれる治療方法でＮｄ：ＹＡＧレーザーと組み合わされたホルミウム：ＹＡＧレーザーを使用しており、該方法は、ホルミウムレーザーが使用されて前立腺を通るチャンネルを生成しそしてＮｄレーザーが凝固に使用される２段階のプロセスである。もしホルミウムレーザーが凝固の目的の焦点をぼかすならば、Ｎｄレーザーが不必要であることがさらに決められた。非特許文献１参照。ＣＥＬＡＰ方法では、ホルミウムレーザーを使用して、組織を蒸発させることにより前立腺にチャンネルを生成し、その後Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを使用して凝固により組織をさらに排除した。ＣＥＬＡＰは、長期の有効性のために評価されている、より新しい単一の波長のレーザー方法によって置換されている。

前立腺のホルミウムレーザー摘出（ＨｏＬＥＰ）は、２１４０ｎｍのＨｏ：ＹＡＧレーザーが使用されて前立腺から脳葉全体を取り除くレーザー剥離技術である。特に、ＨｏＬＥＰは、目標組織と直接接触する露出した光ファイバーを使用する。摘出は、ファイバーの前面で形成する蒸気の泡が目標組織を攻撃しそしてそれを引き裂くとき、生ずる。特殊な細切除去器または他の抽出技術が、その域から組織の屑を除くために必要とされる。ＨｏＬＥＰ方法の有効性は、ファイバーと除かれるべき組織との間に非常に密な接触を維持することに依存する。その結果、方法を行っている間、前立腺に穴を開けねばならず、多くの外科医は、その技術に熟達するために学習しなければならず、それを維持するのが難しいので、ＨｏＬＥＰを用いることを避けることになる。

前立腺の過成長を排除する他のレーザー技術の構成は、特許文献１に記載されているような、周囲の組織における凝固の薄い層の誘導並びに目標組織の蒸発を行うパルスされた５３２ｎｍの強力なカリウム・チタニル・ホスフェートレーザー（ＫＴＰ）としての周波数２倍Ｎｄ：ＹＡＧレーザーである。ＫＴＰに使用される５３２ｎｍの放射は、ヘモグロブリンにより選択的に吸収され、そして１−２ｍｍの深さにのみ組織に浸透する。その上、この方法は、より深い組織の層における望まれない凝固壊死の減少を助けることを目的にして、方法の実施中組織を冷やすために治療部位の連続的な洗浄を要する。

介在性レーザー凝固（ＩＬＣ）は、剥離による組織の排除に対して、前立腺の内部の凝固壊死を誘導することにより前立腺の量を減少させるＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用する侵襲性が最も低い方法である。その結果、ＩＬＣは、治療中組織の屑の除去を必要とせず、そして治療後の壊死した組織の以後の脱落（およびそれに伴う出血）を避けることができる。しかし、この波長は、比較的長い浸透の深さを有し、従って必要とされるのより深くかつ広いゾーンの熱的損傷を生ずる能力を有する。その結果、ＩＬＣ治療法は、方法の実施中レーザーファイバーのチップの正確かつ十分にコントロールされた位置づけおよびモニターリングを要し、選択された群の患者（すなわち、特定の手術前の前立腺の大きさを有する患者）にとってのみ適切である。

ＴＵＲＰとほぼ同様に、ほとんどのタイプのレーザー手術は、尿線に即時の改善をもたらすことができる。ＢＰＨに対するレーザー手術は、他の利点の可能性、例えば出血の減少並びに治療時間の短縮、患者の回復の早さおよび治療後の失禁のリスクの低さを有する。しかし、多くの患者は、いくつかの形のレーザー手術を行った後、治療後１−２週間のカテーテル留置を必要とする。ＢＰＨに対するレーザー治療の明らかな利点にもかかわらず、多くのレーザー技術の臨床結果に関する長期の追跡検査は、まだ広く行われていない。

現在のところ、侵襲性の低い方法のどんなものも、ＴＵＲＰより有効であることを証明していないし、または以下のすべての患者の群にわたって一般に適切ではない。すなわち、より若い男性、衰弱した高齢の患者、コントロールされない糖尿病、硬変、活性アルコール中毒、肥満および心臓疾患を含む重症の症状を有する患者、血液非薄化薬剤を摂取している男性。そのため、治療後の有害な合併症がもっとも少ない、すべての患者にとって使用できるＢＰＨ症状の有効な緩和のための装置および治療方法がなお求められている。本発明は、この必要性に対処するものである。

米国特許６５５４８２４ Ａ．Ｈ．Ｈ．Ｔａｎ ａｎｄ Ｐ．Ｊ．Ｇｉｌｌｉｎｇ，Ｈｏｌｍｉｕｍ Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ，ＢＪＵ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，９２，５２７−５３０（２００３）

尿流を改善し一方出血および浮腫も最小にして、十分な量の前立腺組織を排除する装置および治療法を提供するのが本発明の目的である。
目標組織における剥離および凝固を達成するように少なくとも２つの波長の光を利用する光ファイバー装置および放射法を提供するのが本発明の他の目的である。
光ファイバー装置および少なくとも２つの波長の光を使用してＢＰＨの症状を有効に治療するのが本発明の他の目的である。

パルスおよびエネルギー密度のパターンにより、目標組織における剥離および凝固を達成するために、少なくとも２つの波長の光を利用する光ファイバー装置および放射法を提供するのが本発明のなお他の目的である。

簡単に説明すれば、本発明は、少なくとも２つの波長の光を利用することにより、ＢＰＨの治療中、実質的に同時に組織の剥離および組織の凝固を達成する装置および方法を提供する。本発明の装置および方法は、少なくとも２つの異なる波長の光を実質的に同時に放射することにより、尿流を改善し、そして治療中ほとんど出血のない手術室を維持しつつ治療後の出血および浮腫を最小にする。本発明の装置および方法は、拡大した前立腺の実際的かつ侵襲性が最も低い治療を提供するために、好ましい態様では、特殊な側面で発光する光ファイバーを含む光ファイバーを使用する。本発明によれば、過形成を囲む正常な組織への熱的損傷を最小にしつつ、組織の剥離は、前立腺組織に非常に吸収される１つの波長により影響され、一方前者より吸収されない他の波長が周囲の過形成組織を凝固させる。好ましい態様では、非常に吸収される波長は約１４６０ｎｍであり、水により吸収されないがヘモグロビンによりやや顕著に吸収される波長は約９８０ｎｍである。この組み合わせは、出血および浮腫を減らすことができ、患者を助ける。それは、治療中実質的に血液がない域を維持することにより、特にイメージングが使用されているケースにおいて、現場の担当者を助けることになる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、図面に関連して以下の記述を読むことから明らかになるだろう。

図１Ａは、本発明による医療用レーザー装置１００の１つの態様を画いた構成図である。装置１００は、少なくとも２つの異なる波長の光を発生するための２つのレーザー源１０２および１０４を含む。レーザー源１０２は、第１の光ファイバー１１４中へ放射を発し、そしてレーザー源１０４は、第２の光ファイバー１１２中へ放射を発する。結合器１０８は、光ファイバー１１２および１１４からの入力を受け取り、そして光ファイバープローブ１１０中へ２つの異なる波長の放射を伝達する１本の光ファイバー１０６を形成する。本発明によれば、装置１００は、好ましくは１つの波長は９８０±２０ｎｍでありそして他のものは１３００ｎｍと１６００ｎｍとの間である少なくとも２つの異なる波長の光を発する。装置１００は、操作上のパラメーターが入力されているコントロール装置１１６をさらに含む。これらの操作上のパラメーターは、そのなかのレーザーのそれぞれについて、パワー、持続時間、反復速度および連続またはパルスのモード、エネルギー密度などを含む。図１Ｂは、他のレーザー源１２０を有する装置１００を画いている。それゆえ、装置１００が、対象としている病気または症状を適切に治療するのに必要な複数の医学的機能を行うための複数のレーザー源を有することができる。これらのレーザー源は、同時に、または異なるときに、または異なる配列で、または異なるパワーで、または異なる波で、または異なるモードで操作できる。

付着した光ファイバー１０６を有するプローブ１１０は、カテーテルを含む従来の手段により、治療する対象の周囲の前立腺組織の域まで尿道中に挿入される。さらに、他の装置例えば目視手段、洗浄手段をカテーテルに含むことができる。プローブ１１０は、レーザー放射を発するために少なくとも１つの光ファイバー出力の末端で含み、そして以下に述べるように、露出したファイバー、キャップ付きファイバーそして好ましくはサイドファイアリング出力を有するファイバー出力末端からなる群から選ばれる端末を有する。

操作の典型的なモードでは、プローブ１１０は、予め選ばれたパターンのパルスおよびエネルギー密度で、目標域を照射する。治療は、また、治療されるべきそれぞれの位置への半連続的照射も含むか、またはより大きな部分を周方向で治療するためのサイドファイアリングファイバープローブの回転による。好ましい態様では、これらのパターンのパルスおよびエネルギーは、前立腺組織の剥離およびその下の組織の凝固をもたらし、除かれる組織以外の出血を実質的に排除しそして周囲の組織への熱的損傷を最も低くする。

図２Ａおよび２Ｂは、本発明の方法で使用できる、図１からのプローブ１１０のサイド発光チップ２１０を画いている。好ましい態様では、本発明は、サイド発光チップ２１０を使用するが、これに限定されない。サイド発光ファイバーの例は、米国特許３５０９０１７に記述されており、それは参考として本明細書に引用される。この文献は、保護カバー内にファイバーの末端を収納するための手段をさらに記述している。本発明は、また、露出したファイバー、キャップ付きファイバー、成形されたまたは拡散するチップを有するファイバーも使用できる。

操作の典型的なモードでは、光ファイバー１０６は、各レーザー源からレーザーエネルギーを伝達し、そして目標組織に密接に、または直接接触してまたはその内部／内側で、ファイバーの遠位の末端に配置されて、ハンドピース（バリカン）、内視鏡または同様な器具とともに通常使用される。好ましくは、ハンドピース、内視鏡または同様な器具は、治療部位からの洗浄剤および／または屑の流れおよび取り出し、内視鏡器具、吸引器、光ガイド、イメージガイドまたは他のセンサーおよび／または検出手段を収納するに足るチャンネルを有する。

図２Ａは、レーザー放射を伝達するための中心の芯２００を有する光ファイバー２１８を画いている。芯２００のまわりのクラッディング層２０６は、芯２００として異なるまたは同じ波長のレーザー放射をさらに伝達できる。従来のデザインおよび材料からなる保護コーティング２０２は、１つ以上のクラッディング層および芯を覆う。好ましい態様では、剥離放射は、異なる波長（クラッディング層２０６および／または中心の芯２００中に導かれる）の凝固放射とともに、中心の芯２００中に導かれる。追加のクラッディング層は、そのなかの光学放射を保護かつ導くために、当業者が従来使用しているように用いられる。図２Ｂは、そのなかにサイドファイアリング装置を有するチップ２１０をもつ光ファイバー２００を画いている。その図で分かるように、中心の芯２００は、そのまわりに保護コーティング２０２を有する２つのクラッディング層２０６および２０４を含む。サイドファイアリングチップ３１６は、図３でより詳細に示され、そして傾斜した面３０４を有する。傾斜した面３０４は、その上に光学コーティングをもち、伝達された放射のすべてまたはいくらかを反射する。例えば、現在点線で示されている芯３００における剥離放射は、傾斜された面３０４から反射されて、より小さい断面域３１４を治療域で有する放射の内部の円錐体３１０中に入る。凝固する波長の放射は、周囲すなわち外側の層３０２に導かれ、そしてまた傾斜された面３０４で反射されて外側の円錐体３０８中に入り、より大きな断面域３１２を形成する。芯または１つ以上のクラッディング層から生ずる放射の特徴は、コントロール装置１１６のコントロール内にあるが、図３で分かるように、凝固波長放射は、外側の円錐体３０８にある。凝固放射は、また内側の円錐体３１０にあるかまたはない。

そのため、光ファイバーは芯のまわりに１つ以上のクラッディング層を有し、そして１つの波長が剥離作用を有し他の波長が凝固作用を有するレーザー放射は、芯中に入力されそしてまた第１のクラッディング層中に入力されることが分かる。好ましい態様では、約１４６０ｎｍの剥離レーザー放射は、ファイバーの芯中に入力され、そして約９８０ｎｍの凝固レーザー放射は、芯中にばかりでなくクラッディング層の第１のもの中にも入力される。同様に好ましいのは、あたかも少なくとも２つのクラッディング層が存在するように、凝固レーザー放射をクラッディング層そのものの中に入力することである。何れのレーザーを発するこれらの放射も、パルスまたは連続のモードで操作できることを理解すべきである。好ましいモードでは、剥離波長は、一般にパルスされそして凝固波長は、剥離パワーパルス中またはその前に、半連続またはパルスされる。
本発明は、以下の実施例によりさらに説明されるが、それにより限定されるものではない。

本発明に従って、１００Ｗの最大平均パワーを有しさらに２つの波長の光（その第１は９８０ｎｍでありその第２は１４６０ｎｍである）を有する医療用レーザーを、ＢＰＨの治療に使用する。レーザー放射は、ファイバーが目標組織に接して配置される場合、例えば５０Ｗの１４６０ｎｍの放射および５０Ｗの９８０ｎｍの放射を使用して、例えばパルスモードのエネルギーにより、例えばシリカ光ファイバーによって、２００μｍの芯直径を使用して行う。ファイバーは例えば洗浄剤として塩水溶液を用い、剛性の内視鏡によって挿入されそして配置される。

他の実施例では、光の２つの波長のそれぞれで約１２０−１５０Ｗで操作する能力を有する医療用レーザーは、約９６０ｎｍの第１の波長および約１３７０ｎｍの第２の波長を有する。６００μｍの芯直径および６６０ｎｍのクラッディング直径を有するすべてシリカの光ファイバーを使用して、凝固は、９６０ｎｍでの半連続照射により達成でき、一方剥離は１３７０ｎｍでの半パルス域を使用して達成される。それぞれの波長でのパワーは、約１２０Ｗに設定される。オン／オフ時間は、値がほぼ同じであり、一般に１秒の約０．１である。

図に関連して本発明の好ましい態様を記述したが、本発明が詳細な態様に限定されず、そして種々の変化および改変が、請求の範囲に規定されたような本発明の範囲または趣旨から離れることなく、当業者により実施できることを理解すべきである。

ＡおよびＢは、本発明の医療用レーザー装置の構成図である。 ＡおよびＢは、本発明の光ファイバーの斜視図である。 図１の医療用レーザー装置における図２の光ファイバーの応用の斜視図である。

符号の説明

１００ 医療用レーザー装置
１０２ レーザー源
１０４ レーザー源
１０６ 光ファイバー
１１０ プローブ
１１２ 光ファイバー
１１４ 光ファイバー
１１６ コントロール装置
１０８ 結合器
１２０ レーザー源
２００ 芯
２０２ 保護層
２０４ クラッディング層
２０６ クラッディング層
２１０ チップ
２１８ 光ファイバー
３００ 芯
３０４ 傾斜した面
３０８ 外側の円錐体
３１０ 内部の円錐体
３１２ 断面域
３１４ 断面域
３１６ サイドファイアリングチップ

Claims (7)

1. 治療の領域に少なくとも２つの波長のレーザー放射を伝達できる少なくとも１つの光ファイバーによって前記治療の領域に放射する医療用レーザー装置であって、
   それぞれ組織に異なる作用を有する９８０（±２０）ｎｍの第１の波長及び１３００ｎｍと１６００ｎｍとの間の第２の波長の少なくとも２つの波長のレーザー放射を発することができる少なくとも２つのレーザー源と、
   前記少なくとも２つの波長のレーザー放射を伝達することのできるファイバーの芯及び少なくとも１つのクラッディングを有し、前記第１の波長のレーザー放射は前記ファイバーの芯及び前記クラッディングを通して伝達され、前記第２の波長のレーザー放射は前記ファイバーの芯を通して伝達され、前記ファイバーの芯が前記クラッディングに接している前記少なくとも１つの光ファイバーと、
   前記少なくとも２つの波長のレーザー放射を発するための前記光ファイバーの遠位の末端のチップと、
   を備える医療用レーザー装置。
2. 前記治療の領域は、前立腺の選択された前立腺組織である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療用レーザー装置。
3. 前記第１の波長は凝固作用をもたらし、前記第２の波長は剥離作用をもたらす、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用レーザー装置。
4. 前記光ファイバーは、その上にサイドファイアリングの構成を有する遠位のチップを備える、
   ことを特徴とする請求項３に記載の医療用レーザー装置。
5. 前記光ファイバーの放射の形状は、治療対象の組織に対する凝固作用をもつ前記第１の波長のレーザー放射と治療対象の組織に対する剥離作用をもつ前記第２の波長のレーザー放射とが入る内側の円錐体、及び前記第１の波長のレーザー放射が入る外側の円錐体を含む少なくとも２つの円錐体である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の医療用レーザー装置。
6. 前記少なくとも２つの波長のレーザー放射は、
   前記選択された前立腺組織の剥離作用及び凝固作用をもたらすパルスのパターン及びエネルギー密度を有する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の医療用レーザー装置。
7. 前記レーザー放射を発するプローブをさらに備え、
   前記プローブは、
   露出したファイバー、キャップ付きファイバー及び形成された末端を有するファイバーからなる群から選ばれる終端を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療用レーザー装置。

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