专利名称：通过压缩球囊对邻近身体导管的组织进行处理的装置和方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于对身体施加聚焦的能量的装置和方法，该装置和方法使用单个能量施放器或多个微波施放器并且通过充满液体的球囊压缩身体，以使用热疗法治疗可见的肿瘤和显微镜下可见的组织内的恶性和良性细胞。具体地，本发明涉及通过压缩邻近尿道的前列腺组织用于温热治疗的经尿道导管，该尿道处压缩球囊由药物涂覆以产生注入药物的生物支架(stent)。
背景技术：
为了采用热疗法治疗前列腺疾病，必须加热前列腺的有效部分，而不加热前列腺内的健康组织和包括病人的尿道和直肠的周围组织。前列腺紧接膀胱下方包绕尿道。前列腺，是所有体内器官内最常发生疾病的，是老年男性中常见患病部位，包括良性前列腺肥大(BPH)、急性前列腺炎以及更严重的疾病癌症。BPH是一种非恶性的、常主要发生于前列腺过渡区的双侧前列腺组织结节状肿瘤样扩张。如不治疗，BPH导致尿道阻塞，该尿道阻塞常导致尿频、尿急、尿失禁、夜尿和尿流缓慢或中断。
最近对于BPH的治疗包含经尿道的微波热疗，其中应用微波能量升高前列腺部位尿道周围组织的温度至约45℃以上，从而通过热量损伤肿瘤样前列腺组织。美国专利第5,330,518号和第5,843,144号描述了通过经尿道热疗消融前列腺肿瘤样组织的方法，其主题内容被结合于此作为参考。然而，这类治疗仍需改进以进一步维持或增强热疗后尿道的开放。具体地，尽管切除了导致尿道阻塞的肿瘤组织，但尿流并不总被改善，因为经尿道产生的水肿阻塞了尿路，导致用上述方法治疗的患者在热疗后还要放置数天或数周尿管。
美国专利第5,007,437,5,496,271和6,123,083号披露了除锚定或Foley球囊外带有冷却球囊的经尿道导管，在此并入作为参考。然而，这些专利通过冷却球囊循环液体，作为优先从邻近它的非前列腺组织去除热量的冷却剂。专利‘083还披露了由应用约12℃-15℃之间的冷却水作为冷却剂的美国专利第5,413,588号教导的热疗导管系统的使用。冷却水明显冷却邻近冷却球囊的尿道。类似地，专利‘271描述了保持尿道壁温度变冷的液体冷却剂。尿道的这种冷却在冷却球囊去除后无助于维持加热的尿道的开通，减少紧邻尿道壁的组织的治疗效果。
如美国专利第5,499,994号中所述的另一已知热疗的变型，将扩张球囊插入尿道中并且膨胀该扩张球囊以压缩阻塞的尿道。然而，该扩张球囊的膨胀发生超过24小时而病人患病的前列腺仍然没有被治愈。另外，膨胀可引起反作用(譬如，尿道壁的撕破)。美国第6,102,929号公开了一种手术后处理，在该处理中前列腺组织在外科手术后被膨胀以增大尿道使病人舒适地感到空隙。该膨胀要求另一种设备的插入且要求该设备保留在病人中几日或数日。
考虑到术后导尿管或其他设备仍在由医疗人员必须使用的，因而在温热疗法种进一步的提高是必需的，以避免由水肿引起的阻塞，进而保持和增强尿道的打开。
发明内容
本发明涉及用于热疗邻近譬如尿道的身体导管组织、同时防止因水肿和传送药物或药剂至目标区域而造成的身体导管阻塞的装置和方法。为实现该目标，本发明使用带有能量发射源和包围该能量发射源的压缩球囊的导管，该球囊由压缩、预加工(prep)的流体扩张且较好地使能量耦合至邻近压缩球囊的身体导管壁。在压缩球囊被扩张至想要的直径之后在压力下流体扩张压缩球囊被维持，以及在优选实施例中，该流体扩张压缩球囊是不循环的，以使热量不被身体导管壁带走，从而改善生物支架的构造且支撑生物支架的构造，尤其在直接邻近压缩球囊的区域和组织。
压缩球囊被涂覆有助于癌症治疗、治愈感染性疾病、缓解疼痛和/或导致较强的生物支架从而限制再狭窄可能的药物或药剂或基因改性剂。结合药物或医疗治疗、或单独，基因改性剂可涂覆压缩球囊用于基因治疗。直接邻近涂覆的压缩球囊产生的微波、射频、超声或类似能量发射源的加热，和/或譬如激光器的任意光发射源的光使基因改性剂、药物或药剂被有效地释放、吸收和/或被激励进目标区域。压缩球囊可使用任意标准细胞毒素药物涂覆，以使该药物可邻近被用于癌症治疗的目标区域被释放，例如。假如包围身体导管的良性状况被治疗，则治疗感染疾病或良性状况之一譬如前列腺炎(prostititus)的抗生素或其它药物可涂覆压缩球囊。取决于治疗，一般的疼痛缓解药物可被涂覆在压缩球囊的外面，或单独或与用于特定疾病的另外药物或基因改性剂组合，其经身体导管容易到达。
尽管本发明相对于优选实施例被说明，其中身体导管是尿道和使用温热疗法、压缩、譬如微波、射频、超声、热流或激光的组合来治疗前列腺组织，从而基因或药物治疗可被用于在其它身体导管中或腔内点实现上面目标，该其它身体导管中或腔内点包括但不限于心血管的、食道的、鼻咽的以及直肠腔或通过身体导管可以触及的譬如肺、肝脏、卵巢等的器官。也就是，本发明的目的是打开身体导管以使该导管的正常功能不被妨碍，以及是治疗患病和/或良性点，还有疼痛的缓解，通过将可应用的基因改性剂、药物或药剂传送至目标区域。用于加热或光的能量发射源的功率以及压缩球囊和导管的直径和形状将依赖于被治疗的组织或身体导管或器官和压缩球囊上涂覆的材料而改变。
与循环流体以去除尿道壁的热量的已知技术不一样，在优选实施例中，本发明使用低能量加热邻近身体导管壁的组织且压缩，以使更远离身体导管壁的组织容易使用低能量加热，同时仍然保持尿道的温度在30℃以上，从而避免了尿道的过热。申请人认为在生物支架或模制的开口没有使用冷却的循环流体有效形成时(即，循环进入病人的流体在25℃-30℃或更低的范围内)，尿道壁或目标区域不应当被循环流体所冷却。没有循环流体的益处在于较低能量可被用于温热疗法加热前列腺或其他治疗点，如当流体没有循环或保留在扩展的压缩球囊中时热量没有从治疗点被带走。此外，没有循环流体就没有损耗热量和/或激励或被布置在压缩球囊上的涂覆材料中的基因改性剂、药物和/或药剂的释放。尽管优选实施例没有水的循环，非冷却流体的循环还可以被使用。
依据示范性实施例，包围尿道的包含胶原质的组织或直接邻近尿道的区域的选择体积被加热至大于43摄氏度的温度，以足够的时间来基本上破坏或改变组织的体积。在激励能量发射源之前，预成型的涂覆压缩球囊被使用流体填充，以扩张尿道压缩前列腺，从而降低包围尿道壁的前列腺中的血流量，并因此，能量吸收加热在狭窄的血液供给区域中更有效。压缩还将增大身体导管壁的表面积，以使更多药物被传递给单位组织面积。此外，经压缩球囊的面积压缩还能减少从球囊表面至总的目标组织之间的距离，从而增加期望的治疗点。连同循环流体的缺失一起，该压缩理论上使用比前面可能的方案少的能量来加热前列腺组织或其他组织至治疗温度，同时在能量发射源发射的加热下导致尿道壁的蛋白质变性或分解。也就是，能量发射源110可被激励至在0瓦特至大约20瓦特范围内的的功率。可选择地，能量发射源可单独辐射加热流体，譬如提供所需要加热的水，或可为与加热流体组合使用的其它能量源。因此，可想象到的是，与涂覆球囊相结合的该优选实施例比可能使用譬如大于或等于38摄氏度的低治疗或释放温度的方案可提供更持久支架或更有效治疗。
扩张压缩球囊并保留在扩张球囊内部的流体没有减缓形成生物支架的变性过程，如流体没有从尿道壁带走热量。在本发明的一个方面，因为该加热、压缩和涂覆材料，连同扩张球囊的材料一起的非循环流体提供形成尿道壁或闭合囊的更持续和有效生物支架的能力。本发明提出了一种新的、改进的且更有效的温热治疗方法，通过使用药物、基因治疗混合物或其它药剂的独特涂覆压缩球囊，使用循环或非循环流体来压缩涂覆球囊，从而经加热或光能量源激活涂覆材料的药物、基因治疗混合物或其它药剂。
本发明的第二方面涉及具有药物治疗和/或基因治疗混合物以治疗感染区域的目标的直接治疗传送系统。非循环流体直接接触发射低能量的天线或其它能量发射源，以使它提供发射的低能量的较好耦合，以产生在压缩前列腺组织或其他组织中的加热。这指的是如非循环流体将天线发射或其它源发射的能量传导至压缩的前列腺组织一样的耦合技术。依据本发明低能量发射装置的某些应用被设想，其中扩张流体将不与天线或其他源直接接触，仍将提供必需加热或光以温热治疗患病组织。因压缩球囊中的流体将低发射的能量耦合至前列腺或尿道，球囊中的气袋被最小化，并因此因气袋而发生的“热点”不成问题，从而带来对加热治疗的较好的病人忍耐和对整个前列腺的较好的均匀加热。
对尿道壁的蛋白质超过43℃的加热导致蛋白质变性或分解。该变性使尿道壁顺从由压缩球囊产生的尿道的扩张形状且降低了尿道壁的弹性，以使在加热之后的支架加强阶段自然地固化扩张的形状，产生生物支架。即，扩张的身体导管壁在压缩球囊缩小且去除之后没有回复到它们先前形状，从而在身体导管中获得正常的开口。例如，细胞毒素药物的添加将有助于协同加热或光的能力，以产生生物支架、和/或引起还治疗受侵袭组织的理想药物或混合物的激活和/或释放。
在应用阶段，经压缩球囊的压缩和解压的物理脉冲可在贯穿治疗的各种具体时期实施，以允许被压缩组织的血液冲入和冲出。该涂覆压缩球囊的物理或机械操作还可被用于需要药物和/或基因治疗混合物的位置，以使脉冲激活/释放经静脉的或注射方法应用至病人的混合物材料，以使取决于用于激活/释放加热或光线的该混合物被传递给目标组织。该机械压缩和解压还可有助于药物和或基因治疗混合物向目标蛋白质和/或DNA组织的机械固定。注意的是，这种机械方法固定可导致放置在涂覆球囊中药物和/或基因治疗混合物向蛋白质和/或DNA的粘合。得到的药物和/或基因治疗混合物向目标蛋白质和/或DNA的粘合是主要的新的创新，以确保想要的混合物被有效地固定或传送给目标组织。
依据本发明的优选实施例，大约至多10分钟或更少的支架加强阶段跟在加热步骤之后。在能量发射源的电源被关闭之后，支架加强阶段保持压缩球囊的压力，以使在热疗数分钟之后获得固化的扩张尿道且导管或其它设备是不需要的。在该加强阶段期间因减少的血流量，压缩球囊还将释放的药物和/或基因治疗混合物固定在压缩的组织内。
由于流体没有在球囊内部循环的事实，压缩球囊可由譬如硅树脂的顺应材料或譬如PET的非顺应性材料制造，以及仍可由流体易于扩张或膨胀。在优选实施例中，依据优选实施例，压缩球囊通常是在压缩球囊的两侧面上具有斜坡区域的圆柱形，并且沿直径的长度成对称。在优选实施例中的能量发射源的位置可是固定的。然而，压缩球囊可是在身体导管或尿道内产生想要的模子或支架的任意形状，并且沿导管直径的长度可成对称的。在球囊被膨胀时，譬如PET的非顺应性材料使形成唯一的固定的扩张形状。
压缩球囊需要对尿道壁或其它目标组织沿导管的长度维持大约5-25磅/平方英寸(psi)的压力，在优选的大约10-25磅/平方英寸(psi)的压力水平的情况下。依赖于压缩球囊的大小和形状，改变必需膨胀或扩张球囊至他的想要形状的流体的体积，以使在膨胀的压缩球囊中获得适当数量的压力。压缩球囊可具有沿导管长度的可变化的直径，并且可由单一球囊或多个球囊形成。
相比于常规低温导管的厚度，触及尿道壁的压缩球囊的材料是非常薄的，常规低温导管的厚度通常是该压缩球囊材料的5倍或一直到1cm。触及尿道壁的膨胀的压缩球囊的材料的优选厚度可少于大约2mm，并且由于压缩，在连接流体和前列腺组织之间的过渡区被最小化。另外，用于膨胀压缩球囊的流体温度取决于应用被预先确定，且在大约0°到50℃的范围内变化。这表示用于压缩球囊至想要大小的非循环流体的起始温度和硬度。取决能量是否被流体吸收或对流体是透明的，流体可是低损耗或高损耗。流体可被加热以均匀地在身体导管或器官中扩散能量，或者假如透明的液体被使用，由能量发射源产生的加热将加热直接和/或邻近组织的涂覆球囊。再次，用于膨胀压缩球囊的流体的起始温度取决于放置在涂覆材料中的药物和/或混合物的具体释放和/或激活参数。该流体的开始温度(在由能量发射源加热之前)被假想从0摄氏度至50摄氏度。
依据本发明，标准Foley膀胱位置球囊被放置在导管的末端，且压缩球囊的远端被靠近Foley膀胱球囊的颈部安装，以使该压缩球囊的远端距离加热前列腺的装置中的颈部不大于2cm。对于其它位置，物理结构的其它形式或成像技术被假想，以向传送位置提供直接的布置。然而，例如，在加热前列腺的优选实施例中，压缩球囊的远端能够被安装在膀胱颈部的1cm内。
譬如微波天线的能量发射源可被固定地或可移动地安装在压缩球囊内。假如能量发射源是可移动的，最大的加热区域可相对于压缩球囊被向前或先后移动。即，能量发射源的位置可改变以优化用于特定治疗的组织加热。能量发射源的优选位置和移动(如果有的话)将取决于压缩球囊的大小和形状及涂覆材料的类型或被治疗的邻近组织。例如，可移动的能量发射源(譬如微波天线)可以具有较长长度的压缩球囊来使用。可选择地，能量发射源可从一个压缩球囊被去除，并且可使用不同长度和直径的另一压缩球囊。这将提供通用装置，在其中天线可具有不同的压缩球囊被多次使用。依据本发明，连同需要产生热压缩装置的较少装配一起，该特点使制造该导管装置更容易且更便宜。
参考附图根据下面详细的优选实施例的说明，本发明的这些和其它特点和益处将更清楚，其中图1是显示依据本发明使用膨胀压缩和Foley球囊的受良性前列腺肥大和插入的导尿管影响的泌尿器的男性骨盆区域的垂直截面图；图2是图1中的放大部分；图3是本发明的尿道导管的平面图；图3a是图3中沿线a-a的尿道导管的横截面图；图4说明压缩球囊的膨胀；图5a和5b是依据本发明显示分别说明尿道壁和前列腺的以未膨胀和膨胀的状态的压缩球囊的尿道示意性横截面图；和图6是依据本发明说明膨胀的、不对称的压缩球囊的尿道示意性横截面图。
具体实施例方式
本发明涉及用于加热治疗邻近譬如尿道的身体导管的组织的设备和方法，同时防止因水肿而导致的身体导管阻塞，并且将药物或药剂传递至被治疗的组织的目标区域。在对胶原质简要说明之后，在下面将说明和图示依据本发明的方法和装置的例子和变型。
胶原质是结缔组织和纤维肌性组织的主要成份。胶原质还具有公知的特性，譬如在受高温(例如，大约60℃至70℃)影响时的塑性重构(plasticremodeling)。特定的重构温度通常更准确地识别身体特定位置的组织类型及年龄。在依据本发明的实施例中，申请人认为，因为身体的导管被再成型且邻近该导管的组织被压缩以明显降低了血液流速，所以重构温度被降低。胶原质的一般性质及对热治疗的胶原质反应在本领域是公知的，并且被公开在下面文章中，其中Gustavson，The Chemistry and Reactivity ofCollagen，Academic Press，Inc.，New York，1956，specifically including p.p.211-220(1956年发表于纽约学术出版社的Gustavson的“胶原质的化学性质和反应”，具体包括第211页至第220页)；Agah et.al.，Rate ProcessModel For Arferial Tissue Thermal DamageImplications on VesselPhotocoagulation，Lasers in Surgery and Medicine，15176-184(1994))；Trembly et.al.，Combined Microwave Heating and Surface Cooling of theCornea，IEEE Transactions On Biomedical Engineering，Vol.38，No.1，1991，Stringer et.al.，Shrinkage Temperature of Eye Collagen，Nature，No.4965，pp.1307.
尤其注意的是，胶原质被发现在形成身体中各种导管部分或包围身体中各种导管的纤维肌性组织和其它组织间隙的结缔组织中。例如，尿道是下部结构束中排泄管，该结构束流过来自膀胱的液体、穿过前列腺、经阴茎排出体外。在前列腺中前列腺部的最接近部分被纤维肌性组织的环状物和组织间隙组织包围，这两种组织包含胶原质。在本发明的方法中该胶原质的操作被用作治疗各种前列腺和/或尿道的官能障碍，譬如良性前列腺肥大。因此，尿道是具有丰富包围组织的胶原质的身体中排泄管的一个例子，以及直径必须被仔细控制以保持正常的功能，该由本发明的方法来实施。
依据本发明用于加热治疗邻近譬如尿道的身体导管的方法和装置，在对良性前列腺肥大进行微波温热治疗处理之后将基因混合物或药物或药剂传递至目标组织区域，并且维持尿道的扩张的直径成选择的尿道形状，以恢复尿道的开放，如图1-6所示。图1是显示良性前列腺肥大(BPH)对泌尿器的影响的男性骨盆区域的垂直截面图。尿道10是从膀胱11引导的排泄管，穿过前列腺12且从阴茎端14的孔13排出。围绕尿道10在前列腺12内生长的良性肿瘤组织导致尿道10的收缩，该收缩中断从膀胱11至孔13的尿流。侵占尿道10且引起收缩(未显示，与压缩球囊被膨胀一样)的前列腺12的肿瘤组织可有效地通过加热和使侵占的肿瘤组织坏死被去除。依据本发明，通过将包含导管100的能量发射源插入身体导管(譬如尿道)中，以使能量发射源110被定位在组织区域(譬如前列腺)，以辐射能量来加热邻近身体导管的被治疗的组织。理想地，使用本发明，尿道10的前面和侧面的前列腺12的尿道周的肿瘤组织被加热且坏死，同时避免了对尿道10和邻近加热组织譬如外括约肌17、直肠18和膀胱颈19的不必要和不想要的损伤。
图2是图1中的放大部分，示出包括尿道10和膀胱11的详细的解剖学特征并且显示具有扩张压缩球囊112和扩张Foley或锚定球囊118的导管100。如图1-4所示，本发明使用具有能量发射源110和围绕源110的能量发射部分的压缩球囊112的导管100，该球囊被充满温热液体以在压力下膨胀为同样大小且维持邻近压缩球囊的尿道壁的温热。压缩球囊12可被包括至少一个基因改性剂(基因治疗混合物)和被设计有助于癌症治疗、治愈感染性疾病、缓解疼痛和/或引起较强生物学支架的药物或药剂所涂覆。通过本发明的能量发射包容导管100可能实现前列腺12中的良性肿瘤组织的选择性加热(经尿道的温热疗法)。能量发射源110可产生来自微波、射频、超声或类似能量的加热。来自能量发射源110的加热和/或来自任何光发射源、譬如激光器的光可激励或释放至少一个基因改性剂和药物或药剂在目标组织区域中。因此，能量发射源的热量和/或发光源的光加热邻近组织至融化患病组织的温度，并且协同涂覆的材料111一起作用以激励和释放基因、药物或药剂以使基因或药物被吸收进目标区域。带有大量传感器的直肠探针102被插入直肠18，并且测量由在直肠壁吸收的发射能量的数量。
如图2所示，三个传感器104被安装在探针102上。传感器优选整体安装在探针上不同的径向位置且互相间隔大约1厘米。Foley球囊118被插入病人的膀胱以使压缩球囊的近端位于膀胱颈的病人前列腺直接末梢。压缩球囊112的长度依赖于病人的膀胱的大小而变化。压缩球囊的通常长度将是大约40厘米，并且其长度可在25至60厘米的范围内变化。带有涂覆压缩球囊112的基因改性剂、药物或药剂中至少一个的材料111可覆盖整个压缩球囊的长度，以将基因改性剂、药物或药剂释放给邻近组织。在另一实施例中，使用材料111的压缩球囊112的覆层可被定位在压缩球囊的位置上，以使基因改性剂、药物或药剂被释放至想要的目标区域。压缩球囊可被治疗良性情况或感染性疾病的任意用于癌症治疗的第一流细胞毒类药物、抗生素和/或被用于一般疼痛缓解的疼痛药物所涂覆。例如，为了治疗前列腺肥大，压缩球囊112可使用普罗斯佳(Proscar)、高特灵(Hytrin)、Flowmax、卡屈嗪(Cadora)或改善症状或治愈前列腺疾病的药物中之一的材料111涂覆。取决于治疗，一般的疼痛缓解药物可被涂覆在压缩球囊的外面，单独或与其它药物或基因改性剂一起用于容易经身体导管到达的具体疾病。
导管100可是大约18French(French-弗伦奇，是等于0.333mm或0.013inch的度量单位制)。由于成年男性的平均直径是大约22French，因此围绕导管的收缩的压缩球囊112将增加近乎2French，以使导管100和球囊的直径将小于病人尿道的直径，为了容易插入和较少的病人疼痛。多内腔轴100和相关的模制部分优选由Concept Polymer以商标C-Flex生产销售的医疗等级聚合物挤压成形。压缩球囊优选由Allied以商标PETTM销售的医疗等级聚合物材料模制，该具有基于它的最初最大模制形状的伸展限制。可替换材料可包含由Dow Corning有限公司制造的硅树脂材料，以商品名Silastic RTMQ7-4850型和Q7-4765型用于轴凸出和模制的展开，以及以商品名Elastosil LR3003/30U型用于描顶球囊118。导管100的材料优选具有在50D和80D之间的肖氏D硬度。
在全部插入之后(即，收缩的Foley球囊到达进入病人的膀胱)，液体被泵过Foley扩张阀113，从而扩张Foley球囊并保持导管在病人的尿道内。扩张阀113使用理想的压力维持液体在Foley球囊中，以使导管被锚定在病人中。尽管，导管相对于尿道仅仅能够有限地纵向移动。在Foley球囊118被扩张之后，温热液体、优选低损耗液体(譬如去离子水或无菌水)被缓慢泵过一个或多个导管扩张/循环内腔120(图3a)，进入前列腺压缩球囊112，以扩张同样伸展的尿道壁并且维持尿道壁的温度在30℃以上。扩张的压缩球囊的直径可在近乎25-60French的范围内，优选在40-60French的范围内。大约20-30cc的流体充满压缩球囊112，以使它的外表面扩展身体导管。用于扩张压缩球囊112的温热液体优选是最小能量吸收溶液，该溶液将微波更有效地传导给被加热的组织。因此，填充压缩球囊112的液体适合用于压缩且通过身体导管和包围身体导管的邻近组织，在激励能量发射源110之前。此外，液体提供将发射的能量耦合至邻近压缩球囊的身体导管壁的方式，以提供更有效加热组织。取决于使用和从涂覆的材料111被释放的基因改性剂和/或药物，液体可是高损耗流体或低损耗流体以或弥散热量或光线或其透明作用，以使热量或光线被以高效和均匀的方式有效地传递释放和/或激励涂覆的材料。
依据本发明的典型实施被显示在图3中。在该图中Foley球囊118是收缩的。如该图左侧所示，Foley扩张阀113、温热的无菌液体入口115a和无菌液体出口115b被提供以接收液体。无菌液体入口115a和无菌液体出口115b使无菌液体在压缩球囊中循环，假如预期的，在温热疗法和维持理想的压力时来获得特定的液体流动模型和液体在球囊中的分布。在液体循环是不理想的实施例中，液体可能进入液体入口115a和本领域公知的阀门，以及可维持理想的充满压缩球囊的理想的液体压力。在下面说明的支架加强期间，液体可从压缩球囊经出口115b去除。中心内腔126容纳能量发射源110，该能量发射源110可是同轴电缆形式的天线。如图3a所示，凸起127被形成在中心沟道126中，以保持能量发射源110固定在导管100内侧且产生填充液体去除的沟道。凸起127使能量发射源和导管外侧壁之间的距离保持不变，从而确保在源110的能量发射部分出的一致的加热模式。能量发射源110被直接耦接至低损耗流体，以最大化发射能量且使能量发射源的轴冷却。
如图4所示，在一个或多个导管内腔120中在压缩球囊112的两边采用孔122、124，以使温热流体能够被泵过内腔120，在一端进入压缩球囊112来填充同样大小，且在另一端泵出以去除流体。在一个实施例中，温热水可被循环进入内腔120、泵入压缩球囊112以填充同样大小，以及通过中心孔126排出，该中心孔126容纳譬如微波天线的能量发射源110，以涌入病人外面的导管100。孔122、124的位置和直径使足够的液体流动，假如需要的话，在整个温热疗法治疗期间，大约10-25磅/平方英寸(psi)的压力被保持在压缩球囊112上。在优选实施例中，沟道侧面流体出口被配置有限制性孔116，以控制压缩球囊的压力，以使压缩球囊可在适当压力下被填充流入液体。假如泵入压缩球囊112的液体流动不理想，限制性孔116的阀门可作为塞头，或者假如某些液体流动是理想的，则阀门打开来确定液体流动的数量。在可替换实施例中，限制性孔116可以被用于将导管连接至外部液体温热泵系统(图3b)的连接管(115a、115b)的形式直接位于导管的外面。对充满压缩球囊112的温热液体的加压以使在扩张的球囊中的滤气袋被减少。因此，可产生引起尿道壁上烧伤的“热点”的在压缩球囊中的滤气袋被省掉。这得到理想的前列腺尿道组织的压缩，而没有烧伤尿道壁，该压缩在温热疗法治疗期间和以后被保持。
理想的是，加热患病的前列腺组织至治疗的温度(大于约43℃)，同时保持尿道沿线的非前列腺组织的温度在30℃以上。非前列腺组织包括尿道壁和邻近组织且被放置在能量发射源110和前列腺组织12之间。依据该发明，能量发射源110被激励或极化来加热被治疗的组织部分至大约43℃的温度，该组织部分包围身体导管，或者较低地依赖于被涂覆的球囊和被实施的治疗。经由能量发射源产生的加热，该组织被加热足够的时间至以破坏被治疗的组织的加热部分的确定温度。源110的能量发射部分110a被放置在导管100中，以使它搁置在压缩球囊112中。能量发射部分110a优选发射照射微波场，该微波场作为能量发射部分110a(譬如微波天线)和被治疗组织之间距离的反函数(譬如，负二次方)。因此比前列腺组织12更靠近能量发射部分110a的尿道壁10的非前列腺组织，将被加热至比被治疗的前列腺组织更高的温度。同样地，最近的前列腺组织比较远前列腺组织将被加热至更高的温度。在足够破坏患病或目标前列腺组织的时间完成下，由能量发射源110的热量产生被终止。
Sterzer的美国专利第5,007,437号公开了压缩前列腺组织且将尿道壁从微波天线移开的球囊的使用，该微波天线产生加热。这种方法通过将尿道壁移离加热天线更远而减少了微波场强和在尿道壁处产生的得到的热。尽管Sterzer还使用循环液体持续冷却尿道壁，同时尿道壁被扩张。申请人认识到，该循环冷却剂阻碍了尿道壁和邻近前列腺组织达到足够使蛋白质变性或使塑性重构的温度。因此，申请人推理，连同温热液体循环的扩张前列腺压缩球囊的使用将缓解变性问题，如图5a和5b所示。
图5a和5b分别显示收缩的压缩球囊的横截面图和膨胀的压缩球囊的横截面图。在压缩球囊112收缩时，从例如微波天线的能量发射源110至远端前列腺组织202和近端组织204的径向距离小于压缩球囊112扩张时的距离，该近端组织204包括尿道壁和邻近非前列腺组织。如显示的，扩张的压缩球囊112形成围绕尿道导管的整个圆周延伸的对称环形室。具体地，从具有扩张的压缩球囊的能量发射源110至最近组织204的内圆周的径向距离R1b明显大于具有收缩的压缩球囊112的相应的径向距离R1a。同样地，到具有扩张的压缩球囊112的前列腺组织202的内圆周的半径R2b明显大于具有收缩的压缩球囊112的相应的径向距离R2a。因为前列腺组织是柔软的且可压缩的，所以具有扩张的压缩球囊112的前列腺组织202的外半径R3b和内半径R2b之间的差值大致上相对于具有收缩压缩球囊112的半径R3a和R2a之间的差值而被减少。
因此，扩张的压缩球囊引起从尿道壁被压缩的前列腺12，从而减少了尿道的压缩壁和前列腺包膜的边沿之间组织的厚度。因此，压缩球囊112的药物涂覆111和目标组织区域之间距离可被减小，从而增加治疗带。更远端组织202与更靠近尿道204的组织一样没有被压缩。由于由能量发射源110发射的能量穿过的实际组织厚度较小，能量沉积在贯穿整个前列腺包膜中更均匀地分布。在没有加热非前列腺组织的任何部分、超过它的最大安全温度的情况下，这使更均匀地加热前列腺组织且到达较高温热治疗温度是可能的。这能够使用从能量发射源110比原来考虑可能性低的能量电平来实现。此外，包围在身体导管中的扩张的压缩球囊的组织的压缩增大了表面面积，涂覆的压缩球囊逐渐接触该表面面积，从而有效地传递更多每单位组织面积的基因或药物。
同时，扩张的压缩球囊112压缩了被压缩的前列腺中的血流，以使受辐照加热不受正常血流的影响，从而使该组织更容易由发射的能量加热。因为全部组织厚度被减少，需要有效加热前列腺组织204至温热治疗温度的能量数量被减少。相反地，在典型非压缩的治疗中，需要升高可邻近直肠壁的更远端前列腺组织202的温度至41℃的最大安全温度的能量数量将明显高于依据本发明需要的能量数量。因此，超过它的安全最大温度、不加热非前列腺组织的任何部分，更均匀地加热前列腺组织且达到更高温度使可能的。
为了在微波温热疗法治疗期间在预定胶原质转变温度之上加热最近端组织204，30℃以上的温热流体、优选在大约31℃-60℃的范围内，填充压缩球囊112，与冷却剂形成对比。结果是，尿道壁和邻近组织被保持在以使它们在温热疗法治疗之后被充分变性且正常生物学支架可被形成在身体导管和邻近组织内的温度。
高于30℃的尿道壁升温且维持该温度使尿道壁的蛋白质变性；但不加热尿道壁超过最大安全温度。该变性使尿道壁顺从由压缩球囊112产生的尿道扩张的形状，并且降低尿道壁的弹性，以使紧随温热疗法治疗的加热之后的支架加强阶段自然地固化产生生物支架的扩张的形状。也就是，扩张的尿道壁在压缩球囊被收缩且去除之后不回到它们先前的形状，从而在身体导管中获得自然的开口，譬如尿道。
在终止加热前列腺组织之后的支架加强阶段要求压缩球囊以10-25磅/平方英寸(psi)持续至多大约10分钟保持扩张。在该加强阶段，压缩球囊中的填充流体的压力应当被保持，以固化生物支架。此外，因减少的血流量，在该加强阶段期间挤压的压缩球囊可在被压缩的组织内固定释放的药物和/或基因治疗药物混合物。也就是，在能量发射源的电源被关闭之后，支架加强阶段保持压缩球囊的压力，以使从涂覆压缩球囊释放的药物和/或基因治疗药物混合物固定在目标组织区域，以及在温热疗法之后数分钟获得固化的扩张尿道，以使排尿导管或其他设备不需要。
在支架加强阶段，另外的加热可被施加至压缩球囊112，以有助于以材料111形式涂覆球囊112外侧的基因混合物和/或药物的激活和释放以及进入目标组织区域的一个基因混合物或药物的吸收。另外的加热可经热水、射频、激光、微波、超声和红外线中之一被传递给压缩球囊。可想象到的，另外的能量可从身体导管的外面被施加给组织。申请人推论，另外的加热可导致形成长期或持续不变的生物支架。或单独或与适当的静脉注射药物相结合的施加另外加热的步骤可使疼痛缓解、对身体损害的降低以及病变组织的康复。
依据本发明优选实施例，压缩球囊112通常是在压缩球囊两侧上具有斜坡区域的圆柱体型，并且沿直径的长度成对称。然而，压缩球囊112可为在身体导管或尿道内产想要模型或支架的任意形状。如图6所示，导管100上的压缩球囊112′被设计以使它对称地围绕导管100扩张。对称球囊112′扩张身体导管以使邻近身体导管的组织区域从能量发射源110取决于扩张的压缩球囊112′的宽度接收或多或少的辐射能量。扩张的压缩球囊越宽，邻近身体导管的组织被压缩的就越多，并且邻近组织被从加热源进一步移开。可想象到的，不同于前列腺部的被插入身体导管的报复的压缩球囊，身体导管不同于前列腺部，以及扩张的压缩球囊以其正常且机能尺寸可被扩张至大于身体导管的直径的至多五倍。
压缩球囊112优选沿导管长度对尿道壁应当保持大约10-25磅/平方英寸(psi)，使用优选程度的大约15磅/平方英寸的压力。然而，取决于身体导管的大小和长度，压缩球囊可被扩张至低于或大于前列腺部的优选范围的压力。在另一实施例中，压缩球囊可被机械地操纵，以使压缩球囊的可变形压缩和解压相对被治疗的身体导管出现，以使涂覆材料111的基因改性剂和药物或药剂中的至少一个被有效地传递和被固定至被治疗组织的目标区域。也就是，压缩和解压的作用实际上操作身体导管以将引起释放的基因改性剂或药物的涂覆材料111固定至目标区域。被涂覆材料111的压缩球囊112的压缩和解压作用可导致基因改性剂和药物或药剂粘结至身体导管和/或邻近组织的蛋白质或DNA。
在本发明的另一方面，基因改性剂或药物或药剂可使用温热疗法被静脉注射入被治疗的组织。注入的基因改性剂或药物或药剂可被静脉注射入邻近患病组织的目标区域，以使目标直接治疗传送基因混合物或药剂至被影响的区域。可想象到的，通过单独加热或加热加上压缩温热疗法治疗，该直接治疗传送系统可被使用。当然，假如另外的基因混合物或药剂向北传送至目标组织区域，则具有涂覆材料的压缩球囊被用于加热加上压缩温热疗法治疗中。
尽管本发明参考优选实施例被说明，但本领域技术人员能够认识到不脱离本发明的宗旨和范围，可在形式和细节上作出改变。
权利要求
1.一种热疗和/或基因改性剂或药物的激活和释放的方法，用于对邻近身体导管的组织进行治疗，包含步骤将包含导管的能量发射源插入身体导管，使能量发射源位于前列腺的区域，以辐射能量，所述能量加热邻近身体导管被治疗的组织；使用流体膨胀包围能量发射源的导管上的压缩球囊，其中压缩球囊被涂覆基因改性剂和药物或药剂中的至少一种；通过能量放射源产生的热量，激励能量发射源并且加热包围身体导管的被治疗的组织部分至一温度，并且持续足以破坏被治疗的组织的被加热的部分的时间，其中激励的能量发射源的热量和加热的流体之一释放、激活和增强涂覆在压缩球囊上的基因改性剂、和药物或药剂中的至少一种；和在足以破坏被加热的组织部分的时间结束后终止能量发射源的热量产生。
2.依据权利要求1的方法，还包含步骤对被治疗的身体导管交替进行所述压缩球囊的压缩和解压，使基因改性剂和药物或药剂中的至少一种被有效输送至将被治疗的组织的目标区域。
3.依据权利要求1的方法，其中涂覆在压缩球囊上的药物是用于治疗癌症的标准细胞毒性药物、用于治疗良性状况和任何感染性疾病的抗生素、和用于疼痛的一般缓解的疼痛治疗药物中的一种。
4.依据权利要求3的方法，其中该良性状况是前列腺炎或身体导管周围的炎症。
5.依据权利要求2的方法，其中所述压缩或解压的步骤物理地操纵身体导管以固定至少一种基因改性剂和药物或药剂进入目标区域。
6.依据权利要求2的方法，其中所述压缩或解压步骤物理地操纵身体导管和周围组织以引起至少一种基因改性剂和药物或药剂与身体导管和周围组织的蛋白或DNA的结合。
7.依据权利要求1的方法，其中被涂覆在压缩球囊上的药物用于治疗前列腺疾病。
8.依据权利要求7的方法，其中被涂覆在压缩球囊的药物是普罗斯佳、高特灵、Flowmax和卡屈嗪中的一种且被用于治疗前列腺肥大。
9.依据权利要求1的方法，还包含步骤在由激励的能量发射源产生的热量终止后对压缩球囊施加另外的加热或光其中之一，其中另外的加热或光释放、激活和增强被涂覆在压缩球囊上的基因改性剂、药物或药剂中的至少一种。
10.依据权利要求9的方法，其中另外的加热或光通过热水、射频、激光、微波、超声和红外线被输送至压缩球囊。
11.依据权利要求9的方法，其中在施加另外的加热或光的至少一种的步骤中产生的热或光的数量提供了被涂覆在压缩球囊上的基因改性剂、药物或药剂中至少一种通过身体导管的显著吸收，以使基因改性剂、药物或药剂中的至少一种到达目标区域。
12.依据权利要求9的方法，其中在施加另外的加热或光的至少一种的步骤中产生的热或光的数量释放和/或激活涂覆在压缩球囊上的基因改性剂、药物或药剂中的至少一种，产生持久的生物支架。
13.依据权利要求1的方法，其中取决于经能量发射源被施加的热或光在其流经压缩球囊时是否弥散，膨胀压缩球囊的流体是高损耗或低损耗流体。
14.依据权利要求9的方法，其中在施加另外的热或光的至少一种的步骤中，产生的热或光的数量对于治疗或减少病损、疼痛缓解和患病组织的康复中的至少一种而言是足够的。
15.一种用于对身体内需要热疗的组织进行治疗的装置，所述装置包括a)将被插入身体导管内的导管；b)被放置在所述导管内的能量发射源；c)在所述导管内包围能量发射源的压缩球囊，所述压缩球囊具有在松弛状态时大于身体导管直径的膨胀的直径以及具有被涂覆基因改性剂和药物或药剂中至少一种的球囊的外表面；d)用于定位所述能量发射源和邻近将被治疗的组织的所述压缩球囊的固定装置；e)用于激活能量发射源辐射能量以加热涂覆的压缩球囊和将被治疗的组织的装置，其中激励的能量发射源的热量释放、激活和增强涂覆在压缩球囊上的基因改性剂、药物或药剂中的至少一种；和f)用于在破坏患病组织的时限结束后终止从能量发射源的能量辐射的装置，从而加热的、涂覆的压缩球囊有效输送基因改性剂、和药物或药剂中的至少一种至患病组织的目标区域。
16.依据权利要求15的装置，还包含用于膨胀涂覆的压缩球囊至足够压力的装置，从而扩张身体导管并确保涂覆的压缩球囊的表面与身体导管直接接触。
17.依据权利要求15的装置，还包括用于相对于被治疗的身体导管使所述涂覆的、压缩球囊交替压缩和解压引起身体导管的物理操作的装置，以使涂覆的、压缩球囊的基因改性剂和药物或药剂中的至少一个被有效传递至被治疗组织的目标区域。
18.依据权利要求15的装置，还包括在温热疗法期间和之后用于维持膨胀的压缩球囊的压力的装置。
19.依据权利要求16的装置，其中身体导管是前列腺尿道，以及膨胀的压缩球囊是大约40至60French。
20.依据权利要求16的装置，其中身体导管不同于前列腺尿道，以及膨胀的压缩球囊被扩张至比以其正常且机能尺寸的身体导管直径的大到五倍的直径。
21.依据权利要求15的装置，其中身体导管是前列腺尿道，以及膨胀的压缩球囊的压力大概在大约10-25磅/平方英寸的范围内。
22.一种用于治疗邻近身体导管组织的温热疗法的方法，包括步骤将包含导管的能量发射源插入身体导管，使能量发射源被放置前列腺区域，以辐射加热邻近身体导管的被治疗组织的能量；使用流体膨胀包围能量发射源的导管上的压缩球囊，并且在膨胀压缩球囊至想要尺寸的情况下停止流体的循环；将能量发射源激励至低功率，在其中功率数量取决于被治疗的身体导管；加热包围身体导管的组织部分至足够的高温，取决于涂覆的、压缩球囊和被实施的治疗，经能量发射源持续足以破坏被加热的组织部分的时间；和在足以破坏被加热的组织部分的时间结束下，终止对组织的加热。
23.依据权利要求22的方法，其中所述低功率在0瓦特至大约20瓦特的范围内。
24.依据权利要求22的方法，其中所述足够的高温是大约43摄氏度。
25.依据权利要求22的方法，其中所述流体是电离水和无菌水。
26.依据权利要求22的方法，其中所述压缩球囊具有长度，组织的被加热部分是治疗区以及治疗区的长度取决于压缩球囊的长度。
27.依据权利要求26的方法，其中压缩球囊的长度在大约25毫米至60毫米的范围内。
28.一种用于治疗邻近身体导管的组织的温热疗法的方法，包括步骤将基因改性剂和药物或药剂中的至少一个注射入邻近被治疗组织的区域；将包含导管的能量发射源插入身体导管，使能量发射源被放置前列腺区域，以辐射加热邻近身体导管的被治疗组织的能量；使用流体膨胀包围能量发射源的导管上的压缩球囊；对被治疗的身体导管交替进行所述压缩球囊的压缩和解压，以使身体导管和包围组织被机械地操纵，导致动脉注射的基因改性剂和药物或药剂中的至少一个被有效地传递至被治疗的目标区域；将能量发射源激励至在0瓦特至大约20瓦特范围内的低功率；加热包围身体导管的组织部分至大约43℃的温度，经能量发射源持续足以破坏被加热的组织部分的时间；和在足以破坏被加热的组织部分的时间结束下终止对组织的加热，其中膨胀的压缩球囊将少了正被治疗的组织内的血流量并且身体导管被维持在30℃以上的温度，以产生生物支架。
29.依据权利要求1的方法，其中从涂覆的压缩球囊的基因改性剂或药物的激活和释放产生免疫反应，用于被治疗组织的治疗和处理。
30.依据权利要求15的装置，其中从涂覆的压缩球囊的基因改性剂或药物的激活和释放产生免疫反应，用于被患病组织的治疗和处理。
全文摘要
一种用于对身体内需要热疗的组织进行治疗的装置，包括被插入身体导管内的导管，被放置在所述导管内的能量发射源，在所述导管内包围能量发射源的压缩球囊，在其中所述压缩球囊具有在松弛状态时大于身体导管直径的膨胀的直径和具有被涂覆基因改性剂和药物或药剂中之一的球囊的外表面，以及用于激活能量发射源辐射能量以加热涂覆药物的压缩球囊和将被治疗的组织的装置，从而被加热的涂覆药物的压缩球囊有效输送基因改性剂和药物或药剂中之一至患病组织的目标区域。此外，公开了使用上面装置治疗患病组织的方法。
文档编号A61F2/958GK1787790SQ200480013080
公开日2006年6月14日 申请日期2004年5月11日 优先权日2003年5月13日
发明者约翰·蒙 申请人:效思因公司