JP2009006150A - 広帯域マイクロ波アプリケーター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】組織にマイクロ波エネルギーを提供するためのマイクロ波切除プローブであって:内側コンダクター20、絶縁スペーサー22および外側コンダクター24を含む供給ライン;その中の中央に配置される該内側コンダクターの少なくとも一部分を含む照射部分であって、少なくとも1つのスペースを規定する該内側コンダクターの該一部分上に配置される少なくとも1つの伝導性ディスク40を含む照射部分;および該少なくとも1つのスペース内に配置される誘電性材料、を備える。
【選択図】図3
Description
(1.技術分野)
本開示は、一般に、組織切除(ablation)手順で用いられるマイクロ波アプリケーターに関する。より特定すれば、本開示は、作動周波数の広いスペクトルにまたがる周波数帯に亘って性能を適合させる広帯域に適合する性能を有するマイクロ波アプリケーターに関する。
特定の疾患の処置は、悪性組織成長(例えば腫瘍)の破壊を必要とする。腫瘍細胞が、周辺健常細胞に有害な温度よりわずかに低い高められた温度で変性することが知られている。従って、温熱療法のような公知の処置方法は腫瘍細胞を、41℃を超える温度まで加熱し、その一方、隣接健常細胞を低温に維持して不可逆的な細胞損傷を避ける。このような方法は、組織を加熱するために電磁放射を印加することを含み、そして組織の切除および凝固を含む。特に、マイクロ波エネルギーが、組織を凝固そして/または切除するために用いられ、癌細胞を変性または殺傷する。
(項目A1)組織にマイクロ波エネルギーを提供するためのマイクロ波切除プローブであって:
内側コンダクター、絶縁スペーサーおよび外側コンダクターを含む供給ライン;
その中の中央に配置される該内側コンダクターの少なくとも一部分を含む照射部分であって、少なくとも1つのスペースを規定する該内側コンダクターの該一部分上に配置される少なくとも1つの伝導性ディスクを含む照射部分;および
該少なくとも1つのスペース内に配置される誘電性材料、を備える、マイクロ波切除プローブ。
(項目A2)前記供給ラインの少なくとも一部分の周りに配置され、そして前記マイクロ波エネルギーを前記照射部分に閉じ込めるように構成されるチョークをさらに含み、該チョークが内側誘電性層および外側伝導性層を含む、項目A1に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A3)前記誘電性材料が固体であり、そしてその中に規定される中央キャビティを有するシリンダーとして形づくられ、該シリンダーが前記供給ラインの直径と実質的に等しい外径および前記内側コンダクターの直径と実質的に等しい内径を有する、項目A1〜2のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A4)前記照射部分の遠位端に配置された先端部を有するテーパー状端部をさらに含む、項目A1〜3のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A5)前記誘電性材料が固体であり、そして前記テーパー状端部内に適合するように構成される円錐として形づくられる、項目A4に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A6)前記誘電性材料が、セラミックおよびプラスチックからなる群から選択される、項目A1〜5のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A7)さらに前記少なくとも1つのスペース中に前記誘電性材料を提供するように構成される少なくとも1つの供給チューブを含む、項目A1〜6のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A8)前記誘電性材料は、水および生理食塩水溶液からなる群から選択される液体冷却誘電性材料である、項目A7に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A9)組織にマイクロ波エネルギーを提供するためのマイクロ波切除プローブであって:
内側コンダクター、絶縁スペーサーおよび外側コンダクターを含む供給ラインと;
該内側コンダクターの少なくとも一部分から構築される折り畳まれた双極アンテナ、および該外側コンダクターに連結された少なくとも1つの外側アームを含む照射部分であって、該折り畳まれた双極アンテナの周りに配置された誘電性材料をさらに含む照射部分とを備える、マイクロ波切除プローブ。
(項目A10)前記供給ラインの少なくとも一部分の周りに配置され、そして前記マイクロ波エネルギーを前記照射部分に閉じ込めるように構成されるチョークをさらに含み、該チョークが内側誘電性層および外側伝導性層を含む、項目A9に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A11)上記照射部分の遠位端に配置された先端部を有するテーパー状端部をさらに含む、項目A9または10のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A12)前記誘電性材料が液体冷却誘電性材料である、項目A9、10または11のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A13)前記照射部分に前記液体冷却誘電性材料を供給するように構成される少なくとも1つの供給チューブをさらに含む、項目A12に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A14)前記液体冷却誘電性材料が、水および生理食塩水溶液からなる群から選択される、項目A12または13のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目A15)前記誘電性材料が固体であり、セラミックおよびプラスチックからなる群から選択される、項目A9、10、11、12、13、14または15のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B1)組織にマイクロ波エネルギーを提供するためのマイクロ波切除プローブであって:
内側コンダクター、絶縁スペーサーおよび外側コンダクターを含む供給ライン;
その中の中央に配置されるその内側コンダクターの少なくとも一部分を含む照射部分であって、少なくとも1つのスペースを規定するその内側コンダクターのその一部分上に配置される少なくとも1つの伝導性ディスクを含む照射部分;および
その少なくとも1つのスペース内に配置される誘電性材料、を備える、マイクロ波切除プローブ。
(項目B2)上記供給ラインの少なくとも一部分の周りに配置され、そして上記マイクロ波エネルギーを上記照射部分に閉じ込めるように構成されるチョークをさらに含み、そのチョークが内側誘電性層および外側伝導性層を含む、項目B1に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B3)上記誘電性材料が固体であり、そしてその中に規定される中央キャビティを有するシリンダーとして形づくられ、そのシリンダーが上記供給ラインの直径と実質的に等しい外径および上記内側コンダクターの直径と実質的に等しい内径を有する、項目B1に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B4)上記照射部分の遠位端に配置された先端部を有するテーパー状端部をさらに含む、項目B1に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B5)上記誘電性材料が固体であり、そして上記テーパー状端部内に適合するように構成される円錐として形づくられる、項目B4に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B6)上記誘電性材料が、セラミックおよびプラスチックからなる群から選択される、項目B1に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B7)組織にマイクロ波エネルギーを提供するためのマイクロ波切除プローブであって:
内側コンダクター、絶縁スペーサーおよび外側コンダクターを含む供給ライン;
自身の中の中央に配置されたその内側コンダクターの少なくとも一部分を含む照射部分であって、少なくとも1つのスペースを規定する、その内側コンダクターのその一部分上に配置される少なくとも1つのディスクを含む照射部分;および
その少なくとも1つのスペース中に液体冷却誘電性材料を供給するように構成される少なくとも1つの供給チューブを備える、マイクロ波切除プローブ。
(項目B8)上記供給ラインの少なくとも一部分の周りに配置され、そして上記マイクロ波エネルギーを上記照射部分に閉じ込めるように構成されるチョークをさらに含み、そのチョークが内側誘電性層および外側伝導性層を含む、項目B7に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B9)上記照射部分の遠位端に配置された先端部を有するテーパー状端部をさらに含む、項目B7に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B10)上記液体冷却誘電性材料が、水および生理食塩水溶液からなる群から選択される、項目B7に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B11)組織にマイクロ波エネルギーを提供するためのマイクロ波切除プローブであって:
内側コンダクター、絶縁スペーサーおよび外側コンダクターを含む供給ラインと;
その内側コンダクターの少なくとも一部分から構築される折り畳まれた双極アンテナ、およびその外側コンダクターに連結された少なくとも1つの外側アームを含む照射部分であって、その折り畳まれた双極アンテナの周りに配置された誘電性材料をさらに含む照射部分とを備える、マイクロ波切除プローブ。
(項目B12)上記供給ラインの少なくとも一部分の周りに配置され、そして上記マイクロ波エネルギーを上記照射部分に閉じ込めるように構成されるチョークをさらに含み、そのチョークが内側誘電性層および外側伝導性層を含む、項目B11に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B13)上記照射部分の遠位端に配置された先端部を有するテーパー状端部をさらに含む、項目B11に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B14)上記誘電性材料が、液体冷却誘電性材料である、項目B11に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B15)上記照射部分中に上記液体冷却誘電性材料を供給するように構成される少なくとも1つの供給チューブをさらに含む、項目B14に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B16)上記液体冷却誘電性材料が、水および生理食塩水溶液からなる群から選択される、項目B14に記載のマイクロ波切除プローブ。
(項目B17)上記誘電性材料が、セラミックおよびプラスチックからなる群から選択される、項目B11に記載のマイクロ波切除プローブ。
本開示は、組織の誘電率が変化するとき、マイクロ波切除の経過の間に遭遇される組織状態変化にかかわらず、マイクロ波エネルギー送達システム(例えば、マイクロ波発生器、ケーブルなど)のインピーダンスに適合するインピーダンスを維持するような形態のマイクロ波切除プローブを提供する。このマイクロ波切除プローブは、プローブの構造に起因して、元来、受動的に広帯域である(例えば、マイクロ波エネルギーの周波数の40%の範囲の周波数帯)。実施形態では、このプローブは、プローブの照射部分に1つ以上の容量性金属ディスクおよび/または誘電性材料を有する、平衡または非平衡いずれかの同軸供給される双極アンテナを含む。その他の実施形態では、このプローブは、これもまた誘電性材料が装着されるプローブの照射部分中に配置されるいわゆる「折り畳まれた双極」アンテナを含む。
本開示の特定の実施形態は、添付の図面を参照して本明細書中以下に説明される。以下の説明では、周知の機能または構成は、不必要な詳細で本開示を不明瞭にすることを避けるために詳細は説明されない。
(1)v(er uncooked/er cooked)foper=fhigh
肝臓組織に関し、通常の焼かれない(unkooked)状態では、この肝臓組織は、50の誘電率を有し、作動周波数は915MHzである。焼かれた(cooked)状態では、肝臓組織は25の誘電率を有する。これらの値を式(1)に代入すると、この場合には1300MHzである、より高い周波数を提供する。本開示に従うプローブ12は、初期一致点およびより高い周波数を包含するような形態の作動帯域幅を有する。特に、このプローブ12の帯域幅は、作動周波数のほぼ40%である。実施形態では、このプローブ12は、以下の1つ以上が装填される:1つ以上のディスク、液体および/または固体誘電性材料。これらの材料は、上記アンテナの周りの静電包絡面(envelope)を提供し、そしてアンテナと組織との間の緩衝域として作用する。液体誘電性材料の使用はまた、誘電緩衝域を提供することに加え、切除の間にアンテナの能動的冷却を可能にする。
組織にマイクロ波エネルギーを提供するためのマイクロ波切除プローブが開示される。このプローブは、内側コンダクター、絶縁スペーサーおよび外側コンダクターを含む供給ラインを含む。このプローブはまた、自身の中の中央に配置される内側コンダクターの押し出された部分を有する照射部分を含む。この照射部分はまた、1つ以上のスペースを規定する、上記内側コンダクターの押し出された部分上に配置された1つ以上の伝導性ディスクおよびこれらスペース内に配置された誘電性材料を含む。
12 マイクロ波切除プローブ
14 マイクロ波発生機
16 同軸ケーブル
18 コネクター
20 内側コンダクター
22 絶縁スペーサー
24 外側コンダクター
26 供給ライン
28 チョーク
30 照射部分
32 誘電層
34 外側伝導性層
36 テーパー状端部
38 先端部
40 伝導性ディスク
42 スペース
44 材料
46 ハウジング
48 供給チューブ
Claims (15)
- 組織にマイクロ波エネルギーを提供するためのマイクロ波切除プローブであって:
内側コンダクター、絶縁スペーサーおよび外側コンダクターを含む供給ライン;
その中の中央に配置される該内側コンダクターの少なくとも一部分を含む照射部分であって、少なくとも1つのスペースを規定する該内側コンダクターの該一部分上に配置される少なくとも1つの伝導性ディスクを含む照射部分;および
該少なくとも1つのスペース内に配置される誘電性材料、を備える、マイクロ波切除プローブ。 - 前記供給ラインの少なくとも一部分の周りに配置され、そして前記マイクロ波エネルギーを前記照射部分に閉じ込めるように構成されるチョークをさらに含み、該チョークが内側誘電性層および外側伝導性層を含む、請求項1に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 前記誘電性材料が固体であり、そしてその中に規定される中央キャビティを有するシリンダーとして形づくられ、該シリンダーが前記供給ラインの直径と実質的に等しい外径および前記内側コンダクターの直径と実質的に等しい内径を有する、請求項1〜2のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 前記照射部分の遠位端に配置された先端部を有するテーパー状端部をさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 前記誘電性材料が固体であり、そして前記テーパー状端部内に適合するように構成される円錐として形づくられる、請求項4に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 前記誘電性材料が、セラミックおよびプラスチックからなる群から選択される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
- さらに前記少なくとも1つのスペース中に前記誘電性材料を提供するように構成される少なくとも1つの供給チューブを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 前記誘電性材料は、水および生理食塩水溶液からなる群から選択される液体冷却誘電性材料である、請求項7に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 組織にマイクロ波エネルギーを提供するためのマイクロ波切除プローブであって:
内側コンダクター、絶縁スペーサーおよび外側コンダクターを含む供給ラインと;
該内側コンダクターの少なくとも一部分から構築される折り畳まれた双極アンテナ、および該外側コンダクターに連結された少なくとも1つの外側アームを含む照射部分であって、該折り畳まれた双極アンテナの周りに配置された誘電性材料をさらに含む照射部分とを備える、マイクロ波切除プローブ。 - 前記供給ラインの少なくとも一部分の周りに配置され、そして前記マイクロ波エネルギーを前記照射部分に閉じ込めるように構成されるチョークをさらに含み、該チョークが内側誘電性層および外側伝導性層を含む、請求項9に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 上記照射部分の遠位端に配置された先端部を有するテーパー状端部をさらに含む、請求項9または10のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 前記誘電性材料が液体冷却誘電性材料である、請求項9、10または11のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 前記照射部分に前記液体冷却誘電性材料を供給するように構成される少なくとも1つの供給チューブをさらに含む、請求項12に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 前記液体冷却誘電性材料が、水および生理食塩水溶液からなる群から選択される、請求項12または13のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
- 前記誘電性材料が固体であり、セラミックおよびプラスチックからなる群から選択される、請求項9、10、11、12、13、14または15のいずれか1項に記載のマイクロ波切除プローブ。
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