JP2002513616A - マイクロ波導波管に位置する熱センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 延長した金属要素（２３，２４）を含むセンサ（２０）をマイクロ波導波管上に配置する方法であって、管状導波管（１２）を選択することと、マイクロ波伝送中に発生せしめられた磁界（３）の一般的方向を決定することと、該磁界（３）の方向に実質的に平行に該延長した金属要素（２３，２４，２５）を配置することと、を具備する方法。センサ（２０）の接続体（２３，２４）は、導波管（１２）の長手方向に延び、導波管（１２）の外部壁（２５）及び導波管に給電する同軸ケーブル（１５）の中央導体（１６）に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野 この発明は、マイクロ波デバイス、特にマイクロ波電磁エネルギーによる体の
治療のための印加器、におけるセンサの配置に関し、また、そこに配置されたセ
ンサを含む印加器に関する。

【０００２】 その内容が引用により本明細書に取り込まれる、我々の先行する公開された出
願ＷＯ９５／０４３８５号において、我々は、子宮内膜によって実質的に完全に
吸収される周波数でマイクロ波電磁エネルギーを印加することと、子宮内膜組織
が約６０°に加熱されることを保証するために動作温度を監視することと、子宮
内膜の細胞を破壊するのに充分な時間、マイクロ波エネルギーの印加を維持する
ことと、を伴う、月経過多の治療のための装置を開示した。

【０００３】 温度はそれゆえ重要であり、印加中、その進行過程で温度を監視するために熱
電対の形の温度センサが使用される。

【０００４】 生ずる問題は、熱電対が金属でできており、マイクロ波の印加は、温度の読み
取りにおけるエラーにつながる熱電対の直接加熱を誘発する傾向にあるというこ
とである。この一般的な問題は、Ｓ．Ｂ．Ｆｉｅｌｄ及びＪ．Ｗ．Ｈａｎｄによ
る“Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａ
ｓｐｅｃｔｓ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａ”の頁４５
９〜４６５において議論されている。金属性センサで遭遇する問題の結果として
、リアルタイム測定を妨げることになるがパワーオフされるときに読み取りを行
なうか、又は非常に高価にはなるがファイバ光センサのような非金属性センサに
よって測定するのが常であった。

【０００５】 マイクロ波電磁エネルギーは、同軸導波管によって、又は、典型的に断面円弧
形の管状導波管によって、伝播されることができる。

【０００６】発明の開示 本発明は、延長した金属要素を含むセンサをマイクロ波導波管上に配置する方
法であって、管状導波管を選択することと、マイクロ波伝送中に発生せしめられ
た磁界の一般的方向を決定することと、該磁界の方向に実質的に平行に該延長し
た金属要素を配置することと、を具備する方法にある。

【０００７】 この装置では、磁界によって金属要素内に電流が誘導されてはならず、それ故
、感知されているパラメータとの干渉はほとんど又は全くあってはならない。典
型的に、該センサは、温度を感知する熱電対となり、内在する危険は、その熱電
対の金属被覆に流れる電流による干渉である。

【０００８】 本発明は、また、管状導波管であって、マイクロ波の伝送上、該導波管壁に実
質的に垂直に方向付けられた電界及び該電界に実質的に垂直な磁界を発生させる
管状導波管と、延長した金属要素を含むセンサであって、前記延長した金属要素
がマイクロ波伝送中に該磁界に実質的に平行に延びるように該導波管上に配置さ
れ、そうでなければ歪みを誘発するであろう電流が該センサの該金属要素に実質
的に誘導されないようにされているセンサと、を具備するマイクロ波印加器にあ
る。

【０００９】 次いで、添付図面を参照しつつ例により本発明を説明する。

【００１０】 図１には、同軸導波管の略断面図が示され、同図において、（１）は中央導体
であり、（２）は外部導体である。同軸導波管内でマイクロ波エネルギーを伝播
させるとき、磁界（３）及び電界（４）は、ともに、軸（中央導体）に対して常
に垂直になる。電流（５）は、常に磁界に対して直角に流れるため、同軸導波管
又は接触する他の金属構造に沿って常に流れる。それ故、同軸型印加器上のどこ
に金属性温度センサ（６）を置いても、センサは磁界に垂直になるため電流が金
属性センサ内に流れる。

【００１１】 図２には、円形導波管（７）の略断面図が示されており、同図においては、磁
界線（３）及び電界線（４）が横方向電界モードＴＥＭ用に図示されている。こ
の装置においては、電界は、常に、導波管壁（８）に垂直であり、磁界は、常に
、電界に垂直である。

【００１２】 図３には、円形導波管（７）に沿う界分布の略上面図が示されており、同図に
おいては、磁界ループ（３）は、高電界（４）の領域によって分離される。磁界
ループは導波管壁（８）の側面に平行であることに留意されたい。

【００１３】 図４には、円形導波管（７）の壁における電流の略側面図が示されている。金
属性センサ（６）が導波管壁（８）の側面にて磁界に対し実質的に平行に置かれ
るならば、全ての電流経路がセンサにクロスし、センサ（６）には電流が発生し
ないことがわかる。

【００１４】 導波管壁（８）にて磁界（３）に実質的に平行に熱電対（６）を置くことによ
って、センサ（６）の金属要素には実質的に電流が流れなくなり、何ら実質的な
歪みなく実時間温度監視が可能になることが判明した。

【００１５】 ここで図５を参照して本発明を更に説明する。図５は、本発明に従って配置さ
れた温度感知熱電対を含むマイクロ波印加器の略側面図である。

【００１６】 図５において、マイクロ波印加器（１１）は、誘電体材料（１３）で充填され
た円形導波管（１２）を有する。導波管（１２）は、印加器（１１）の端部に届
くことなく終了し、マイクロ波エネルギー用放射先端を形成する露出部分（１４
）を提供する。放射先端（１４）から離隔した印加器の端部に向かって、インラ
イン遷移部（１７）を介して誘電体充填導波管（１２）を直接励起する内部導体
（１６）を有する同軸フィードケーブル（１５）が存在する。その内部導体（１
６）は誘電体材料（１３）の中央へと通じており、中央導体から外部導体壁（１
２）へと通過する側部導体（１８）は、図１〜図３に示されたように誘電体材料
（１３）内に該遷移部がマイクロ波を発射させるのを可能とするマイクロ波ブレ
ーク（ｂｒｅａｋ）を形成する。導体（１８）は、導波管壁（１２）によって形
成された外部導体を介して通過するように絶縁体によって絶縁される。

【００１７】 本発明に従って配置されたそのセンサは、動作温度を感知すべく放射先端（１
４）の外側に配置された熱電対（２０）である。本発明によれば、その熱電対（
２０）は、マイクロ波を伝播させるとき、円形導波管（１２）によって発生せし
められた磁界の方向に実質的に垂直に、即ち、図２及び図４における要素（６）
の線に沿って配置される。さらに、追加の配線を避けるために、熱電対（２０）
は、接続体（２３）によって（２１）にて外部導体導波管壁に直接接触せしめら
れるとともに、接続体（２４）によって（２２）にて側部導体（１８）に接触せ
しめられている。接続体（２３，２４）は、導波管の軸を通る平面内で相互に平
行に延びる。そして、一方（２３）は、（２１）で終了する。他方（２４）は、
（２２）を通る垂直平面まで壁（１２）の外側に延び、そして壁（１２）の周囲
を導体（１８）の（２２）まで走る。したがって、熱電対信号は、放射先端（１
４）にマイクロ波電力を運ぶ同一の同軸ケーブルに沿って外へ出る。そのＤＣ信
号を感知し及び抽出するために従来の回路（図示せず）が使用される。

【００１８】 動作中誘導電流が存在しない位置に熱電対自体を配置することは、実質的な歪
みなく、動作温度のリアルタイム感知を可能にする。

【００１９】 図示されないが、印加器（１１）にはＰＴＦＥ又は他の適当な材料によるマイ
クロ波透過保護コーティングが設けられる。熱電対（２０）を感知する温度セン
サがそのコーティングと誘電体材料との間に設けられ、誘電体材料から絶縁され
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、電磁界を示す、本発明による同軸導波管の略側面図である。

【図２】 図２は、図１の導波管の略断面図である。

【図３】 図３は、図１の導波管の略平面図である。

【図４】 図４は、図１の導波管の斜視図である。

【図５】 図５は、本発明によるマイクロ波印加器の略側面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 フェルドバーグ，イアン ブルース イギリス国，ハンプシャー ジーユー32 ２エーイー，ピータースフィールド，オス ボーン ロード 24 Ｆターム(参考） 2F056 CL08 4C060 HH20 JJ29 4C082 MA02 MC01 ME02 ME05 MJ01 MJ09

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状導波管であって、マイクロ波の伝送上、該導波管壁（１
   ２）に実質的に垂直に方向付けられた電界（４）及び該電界（４）に実質的に垂
   直な磁界（３）を発生させる管状導波管（１２）と、延長した金属要素（２２，
   ２３，２４）を含むセンサであって、前記延長した金属要素がマイクロ波伝送中
   に該磁界（３）に実質的に平行になるように該導波管（１２）上に配置され、さ
   もなければ歪みを誘発するであろう電流が該センサの該金属要素（２３，２４）
   に実質的に誘導されないようにされているセンサ（２０）と、を具備するマイク
   ロ波印加器（１１）。
2. 【請求項２】 該導波管は、マイクロ波放射線を放出するためのアンテナ（
   １４）を形成すべく一端から延びる誘電体（１３）で充填されており、該センサ
   （２０）は、該誘電体アンテナの側面に配置されている、請求項１に記載のマイ
   クロ波印加器。
3. 【請求項３】 該要素（２３，２４）は、該導波管の中央軸を通る平面内で
   相互に平行に延び、一方（２３）は該導波管（１２）の壁（２５）に接続され、
   他方（２４）は該導波管に給電する導体（１６）に接続されている、請求項２に
   記載のマイクロ波印加器。
4. 【請求項４】 該導波管は、該誘電体（１３）内の中央に延び且つ他の接続
   体（２４）が接続する中央導体（１６）を有する同軸ケーブル（１５）によって
   給電される、請求項３に記載のマイクロ波印加器。
5. 【請求項５】 該中央導体（１６）は、それから放射状に延びる側部導体（
   １８）を有し、該他の接続体（２４）は、該導体（１８）の外部端に（２２）に
   て接続される、請求項４に記載のマイクロ波印加器。
6. 【請求項６】 該導体（１８）の外部端は、該導波管（１２）の壁（２５）
   の開口を通して延び、それから電気的に絶縁されている、請求項５に記載のマイ
   クロ波印加器。
7. 【請求項７】 該他の接続体（２４）は、該センサ（２０）から該導波管の
   長手方向に伸び、次いで該導波管（１２）の該壁（２５）の周囲にて該導体（１
   ８）の外部端に至る、請求項５又は請求項６に記載のマイクロ波印加器。
8. 【請求項８】 医療用途に適応せしめられている、請求項１から請求項７ま
   でのいずれか一項に記載のマイクロ波印加器。
9. 【請求項９】 延長した金属要素（２３，２４）を含むセンサ（２０）をマ
   イクロ波導波管（１２）上に配置する方法であって、管状誘電体充填導波管（１
   ２）を選択することと、マイクロ波伝送中に発生せしめられた磁界（３）の一般
   的方向を決定することと、該磁界（３）の方向に実質的に平行に該延長した金属
   要素（２３，２４）を配置することと、を具備する方法。
10. 【請求項１０】 該導波管（１２）は、同軸ケーブル（１５）によって給電
    され、該センサ（２０）の出力は、該同軸ケーブル（１５）に接続される、請求
    項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 添付図面を参照しつつここに実質的に記述されたマイクロ
    波印加器。
12. 【請求項１２】 添付図面を参照しつつここに実質的に記述された、センサ
    を配置する方法。