JP2011189122A

JP2011189122A - 焼灼の大きさを監視するためのシステムおよび方法

Info

Publication number: JP2011189122A
Application number: JP2011039355A
Authority: JP
Inventors: Joseph D Brannan; ジョゼフ，ディー．ブラナン
Original assignee: Vivant Medical LLC
Current assignee: Covidien LP
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2011-09-29
Also published as: EP2361583B1; EP2361583A1; US20110208180A1

Abstract

【課題】焼灼の大きさを監視するためのシステムを提供する。
【解決手段】システムは、少なくとも１つの制御アルゴリズムを実行するためのマイクロプロセッサを含んだ電力源を備える。マイクロ波アンテナ１００は、焼灼域を形成するため、電力源から組織にマイクロ波エネルギーを送達するように構成される。一連の熱センサ１３６は、マイクロ波アンテナの放射部に近接して作動可能に配置され、そこから近位方向に伸長する。熱センサは焼灼域の半径に対応し、各熱センサは、所定の閾値の組織温度が対応する焼灼域の半径に到達すると電圧を発生させる。
【選択図】図３Ａ

Description

本開示は、組織を焼灼する処置で使用し得るシステムおよび方法に関する。より詳細には、本開示は、リアルタイムで織組を焼灼する処置の間に焼灼の大きさを監視するシステムおよび方法に関する。

癌のような疾患の治療において、ある種の癌細胞は上昇した温度（健常細胞を傷つける温度よりもわずかに低い温度）で変性することが判明している。概して温熱療法として知られるこの種の治療は、一般的に、不可逆的な細胞破壊が生じない低い温度で近接する健常細胞を維持しながら、４１℃を上回る温度まで病変細胞を加熱するために電磁放射線を利用する。組織を加熱するために電磁放射線を利用する処置とは、組織の焼灼を含む。

例えば、月経過多症に対して行われるマイクロ波焼灼処置のような処置は、一般的に、標的組織を焼灼するために行われ、該組織を変性または死滅させる。電磁放射線治療を利用する多くの処置および多くの種類の装置が当技術分野で知られている。そのようなマイクロ波治療は、一般的に、前立腺、心臓、および肝臓のような組織および器官の治療に使用される。

１つの非侵襲的な処置は、概して、マイクロ波エネルギーを使用することにより、皮膚の下層にある組織（例えば腫瘍）を治療することに関わる。マイクロ波エネルギーは、下層組織に到達するまで、皮膚を非侵襲的に突き通すことができる。しかし、この非侵襲的な処置は、無用に健常組織を加熱してしまう場合がある。従って、マイクロ波エネルギーを非侵襲的に使用するには、十分に制御することが必要である。

現在、焼灼域の大きさを測定するために、数種類のシステムおよび方法が存在する。場合によっては、一種類以上のセンサ（または他の好適な装置）が、マイクロ波焼灼装置と作動可能に結合される。例えば、モノポール・アンテナの構造を備えたマイクロ波焼灼装置では、細長いマイクロ波用の導体は、マイクロ波導体の端部で露出されたセンサと実行可能に通信する。この種類のセンサは、誘電性スリーブに包囲されることがある。

一般的に、前述した種類のセンサ（単数または複数）は、マイクロ波焼灼装置が、稼働していない、すなわち放射していないときに機能する（例えば、電力源からの出力電力を制御するためにフィードバックを提供する）ように構成されている。すなわち、前述のセンサは、リアルタイムで機能しない。一般的に、電力源は、センサが電力源を制御するように構成された制御器および／または他の装置（単数または複数）にフィードバック（例えば組織温度）を提供するときに、電力が遮断またはパルスが遮断される。

米国特許出願番号１２／４０１，２６８号明細書

本開示は、リアルタイムで焼灼の大きさを監視するためのシステムを提供する。システムは、少なくとも１つの制御アルゴリズムを実行するためのマイクロプロセッサを含んだ電力源を備える。マイクロ波アンテナは、焼灼域を形成するため、電力源から組織にマイクロ波エネルギーを送達するように構成される。一連の熱センサは、マイクロ波アンテナの放射部に近接して作動可能に配置され、そこから近位方向に伸長する。熱センサは、焼灼域の半径に対応し、各熱センサは、所定の閾値の組織温度が、対応する焼灼域の半径に到達すると電圧を発生させる。

本開示は、焼灼処置を行うために構成された電力源に接続するように適合されたマイクロ波アンテナを提供する。マイクロ波アンテナは、焼灼域を形成するため、電力源から組織にマイクロ波エネルギーを送達するように構成された放射部を備える。マイクロ波アンテナは、マイクロ波アンテナの放射部に近接して作動可能に配置され、そこから近位方向に伸長する一連の熱センサを備える。熱センサは焼灼域の半径に対応し、各熱センサは、所定の閾値の組織温度が対応する焼灼域の半径に到達すると電圧を発生させる。

また、本開示は、焼灼を受ける組織の温度を監視するための方法も提供する。方法は、組織の焼灼域を形成するため、電力源からマイクロ波アンテナにマイクロ波エネルギーを送達する第１ステップを含む。方法のステップは、組織の焼灼域が形成してゆく、マイクロ波アンテナに沿った近位方向に伝播する組織温度を監視するステップを含む。所定の組織温度が、マイクロ波アンテナに沿った特定のポイントに到達すると検出信号を生じさせるステップは、方法の別のステップである。方法は、電力源からマイクロ波アンテナへのマイクロ波エネルギーの量を調整するステップを含む。

本開示の前述のこと、並びに他の態様、特徴、および有益性は、添付の図面と組み合わせると、以下の詳細な説明を鑑みてより明らかになるであろう。

本開示の実施形態による、焼灼の大きさを監視するシステムの斜視図である。本開示の別の実施形態による、焼灼の大きさを監視するシステムの斜視図である。図１Ａに描かれたマイクロ波アンテナのうち、一部分を切り取った図である。本開示の代替的な実施形態による、マイクロ波アンテナの遠位チップと結合した内部構成材を示す部分的な側面図である。球状形態を有する半径方向の焼灼域を示す図２Ａに描かれたマイクロ波アンテナのチップの概略平面図である。楕円状形態を有する半径方向の焼灼域を示す図２Ａに描かれたマイクロ波アンテナのチップの概略平面図である。図１Ａに描かれたシステムと共に使用する電力源の機能ブロック図である。本開示に従い、焼灼を受けている組織の温度を監視するための方法を示すフローチャートである。

作成図を参照して、システムおよび方法の実施形態をこれから開示し、同様の番号は類似または同一の要素を同一に扱う。本明細書で使用されるように、かつ従来通り、「遠位」という用語は、利用者から離れた部分を指し、「近位」という用語は、利用者に近い部分を指す。さらに、「上方」、「下方」、「前方」、および「後方」などは、図面の配向または構成材の方向を指し、単に説明の便宜のために使用する。

次に図１Ａを参照すると、本開示の実施形態に係る、焼灼の大きさを監視するシステムは、１０と指定される。システム１０は、電磁外科手術用の電力源、例えばＲＦおよびマイクロ波（ＭＷ）の発生器２００に接続するように適合されたマイクロ波アンテナ１００を備え、当該電力源は、１つ以上の制御器３００、場合によっては、流体供給ポンプ４０を備える（または実行可能に通信する）。簡単に説明すると、マイクロ波アンテナ１００は、細長いシャフト１１２および細長いシャフト１１２内に作動可能に配置された導電部分または導電チップ１１４を有するイントロデューサ１１６、冷却シース１２１を有する冷却アセンブリ１２０、取手１１８、冷却流体供給部１２２および冷却流体返却部１２４、並びに電磁外科手術用エネルギーのコネクタ１２６を備える。コネクタ１２６は、マイクロ波アンテナ１００を電磁外科手術用の電力源２００、例えば高周波エネルギーおよび／またはマイクロ波エネルギーの発生器または電力源に接続するように構成され、電磁外科手術用エネルギーをマイクロ波アンテナ１００の遠位部分に供給する。導電チップ１１４および細長いシャフト１１２は、マイクロ波アンテナ１００の近位端から伸長し、シャフト１１２の中に、かつ導電チップまたは放射チップ１１４に近接して作動可能に配置された放射部１３８に作動可能に連結された内側の導電チップを備える内部の同軸ケーブル１２６ａを介してコネクタ１２６と電気連通する（例えば、図２Ａを参照されたい）。当技術分野で一般的なように、内部の同軸ケーブル１２６ａは、誘電材料、および内側の導電チップおよび誘電材料の各々を包囲する外側導体を備える。マイクロ波アンテナ１００の近位端に配置された接続ハブ（図示せず）は、コネクタ１２６を同軸ケーブル１２６ａに作動可能に連結させ、冷却流体供給部１２２および冷却流体返却部１２４を冷却アセンブリ１２０に連結させる。導電チップ１１４の手段により（または、場合によっては導電チップ無しで）、放射部１３８は、高周波エネルギーまたはマイクロ波エネルギーを（バイポーラモードまたはモノポーラモードのどちらかで）送達するように構成される。細長いシャフト１１２および導電チップ１１４は、限定されないが、銅、金、銀、または類似する伝導率の値を有する他の導電性金属を含む、好適な導電材料から形成されてよい。代替的に、細長いシャフト１１２および／または導電チップ１１４は、例えば、伝導率を高め、エネルギーの損失を低下させるなど、特定の特性を向上させるためにステンレス鋼から構築されてよく、または他の材料、例えば、金または銀のような他の導電材料でめっきされてよい。一実施形態では、導電チップは、細長いシャフト１１２から展開可能としてもよい。

代替的な実施形態では、システム１０は、図１Ａに示されるマイクロ波アンテナ５１２と共に使用するために構成され得る。簡単に説明すると、マイクロ波アンテナ５１２は、可撓性の同軸ケーブル５１６を介して、制御器３００を備える発生器２００に作動可能に連結される。この場合、発生器２００は、約５００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの操作周波数でマイクロ波エネルギーを提供する。マイクロ波アンテナ５１２は、マイクロ波アンテナ５１２の近位端から伸長する供給線またはシャフト５２０を介して同軸ケーブル５１６に接続され得る放射部または放射部分５１８と、シャフト５２０内に、かつ放射部５１８および／または導電により、もしくは放射により組織を突き通すチップに近接して作動可能に配置された内側導体と、を備える。より詳細には、マイクロ波アンテナ５１２は、接続ハブ５２２を介してケーブル５１６に連結される。接続ハブ５２２はまた、シース５３８と流体連通して接続される出口用流体ポート（冷却流体返却部１２４と類似）および入口用流体ポート（冷却流体支給部１２２の流体ポートと類似）も備える。シース５３８は、ポート５３０および５３２からの冷却流体が、各流体ルーメン５３０ａおよび５３２ａを介してアンテナアセンブリ５１２の周囲に供給され、循環されることを許容しながら、放射部分５１８およびシャフト５２０を包み込む。ポート５３０および５３２も供給ポンプ４０に連結される。マイクロ波アンテナ５１２およびこれに関連する実行可能な構成材のより詳細な説明については、共同所有する２００９年３月１０日に出願された米国特許出願番号１２／４０１，２６８号明細書に参照されている。

開示の残る部分について、システム１０に関連した実行可能な構成材は、マイックロ波アンテナ１００を参照して説明する。

次に図２Ａを参照すると、１つ以上の熱センサ１３６は、マイクロ波アンテナ１００のシャフト１１２の長さに沿い、放射部１３８に近接して作動可能に配置される。図２Ａに示される実施形態では、熱センサ１３６は、１３６ａ〜１３６ｆ（まとめて熱センサ１３６と呼ぶ）とラベルを貼られた一連の６つの熱センサを備える。本明細書で定義するように、一連の熱センサとは、少なくとも２つの熱センサを示すことを意味する。熱センサ１３６により、焼灼部位を抽出する物理的空間を作り出すことができる。熱センサ１３６は、シャフト１１２の内側部分１５０内に作動可能に位置付けられ得る。より詳細には、熱センサ１３６は、冷却流体の供給用配管１２２および返却用配管１２４を包囲および/または画定する、内部の概ね円周の壁１５２内に作動可能に配置される。例えば、図２Ａを参照されたい。熱センサ１３６は、任意の適した方法により、円周の壁に固定され得る。ある特定の実施形態では、熱センサ１３６は、エポキシ接着剤により円周の壁に固定される。代替的な実施形態では、プラスチック（または他の適した構造）により、熱センサ１３６に対して機械的な固定ポイントを提供する。この場合、プラスチック構造（例えば円形構造またはらせん構造）は、シャフト１１２内に作動可能に配置され、流体路、例えば供給用流体路１２２および返却用流体路１２４の一方または両方に連結される。熱センサ１３６は、任意の好適な構成でシャフト１１２の長さに沿って配置されてよい。例えば、図２Ａに示される実施形態では、熱センサ１３６は、シャフト１１２の円周の壁１５２に沿って、概ね直線配列を形成しながら直線的にシャフト１１０に沿って位置付けられる。代替的に、熱センサ１３６は、概ね球状配列またはらせん配列（図２Ｂ）を形成しながら半径方向に、中心を外した構造でシャフト１１２の円周の壁１５２に沿って位置付けられ得る。熱センサ１３６は、限定されないが、サーミスタ、熱電対、光ファイバーセンサ、または温度を監視する目的に適した他の素子を含む、任意の適した熱センサ１３６でよい。図２Ａおよび図３Ａに示される実施形態では、熱センサ１３６は、６つの熱電対１３６ａ〜１３６ｆである。熱センサ１３６は、温度モジュール３３２および／または制御器３００と実行可能に通信する。より詳細には、熱センサは１つ以上のリード、例えば、マイクロ波アンテナ１００の近位端から伸長し、ポート１２６と接続する内側ケーブル１２６ａを介して発生器２００および／または制御器３００と連結する。一実施形態では、熱センサ１３６は、無線接続の手段により発生器２００および／または制御器３００と実行可能に通信する。熱センサ１３６は、焼灼域「Ａ」（図３Ａ）の包括的な監視を提供するように構成される。熱センサ１３６は、所定の閾値の温度が焼灼域「Ａ」内に到達すると、アナログ反応（電圧、抵抗、および電流など）を発生させるように構成される。より詳細には、最初の電位は、発生器２００からの電磁外科手術用エネルギーがマイクロ波アンテナ１００に送達される間に、各熱センサにより発生される。所定の閾値の電位は、熱センサ１３６の各々と関連しており、焼灼域（図３Ａ）の半径に沿った所定の閾地の組織温度に対応する。例えば、熱センサ１３６ａは、１ボルトの第１電位、および、半径ｒ１を有する焼灼域「Ａ」に対応する摂氏６０度の閾値の組織温度に対応する、２ボルトの所定の閾値の電圧を発生させるように構成され得る。アナログ反応、例えば電圧により、所定の閾値の温度が焼灼域（以下でより詳細に説明する）に到達したことを温度モジュール３３２に合図する。より詳細には、温度モジュール３３２は、熱センサ１３６を監視、例えば熱センサ１３６の電圧を監視し、所定の電圧に到達する熱センサ１３６に応えて命令信号を生じさせ、それにより発生器２００からの電磁外科手術用の電力が調整され得る。一実施形態では、熱センサ１３６により発生された電位を増幅させるため、増幅器（不図示）が利用されてよい。

提示するマイクロ波１００について、各熱センサ１３６は、所定の閾値の温度、例えば摂氏６０度にほぼ等しい閾値温度が満たされ、半径ｒを有する焼灼域「Ａ」が創出できるようになると、アナログ反応、例えば所定の電圧を発生させるように構成され得る。対応する熱センサ１３６および対応する半径ｒと関連付いた所定の閾値の温度は、任意の適した方法により決定される。例えば、所定の閾値の温度は、既存の実験データ、モデル方程式、またはそれらの組み合わせにより決定されてよい。ある特定の実施形態では、組織を焼灼する大きさを予測する１つ以上の制御アルゴリズムは、制御器３００により使用される。より詳細には、経時的な組織温度を積分する概念は、組織死または組織の壊死を示すために使用され得る。制御アルゴリズムには、経時的な組織温度と異なるエネルギーレベルを算出するため、１つ以上のモデル方程式を利用する。アレニウスの式の好適な方程式の一つは以下の通りである。

ここで、Ωは組織が被った損傷を示し、ｃ（ｔ）／ｃ（０）は元の濃度に等しい時間における目的の構成材の濃度率であり、Ａは頻度因子に等しく、△Ｅは活性化エネルギーであり、Ｔは（絶対温度の）温度であり、Ｒは気体定数である。従って、与えられた組織損傷量（半径ｒを有する焼灼域と相関）に対し、対応する値の組織温度を決定することができる。アレニウスの式は、焼灼域のリアルタイムによる監視を実現できるように、経時的な、かつ異なるエネルギー場にある組織温度を算出し、予測するために用いられ得る多くの方程式のうちの１つである。

図４を参照すると、発生器２００の概略的なブロック図が示される。発生器２００は、１つ以上のモジュール（例えば温度モジュール３３２）を含む制御器３００、電力供給部２３７、マイクロ波出力部２３８を備える。この場合、マイクロ波エネルギーの送達に関して発生器２００を説明する。電力供給部２３７は、マイクロ波出力部２３８にＤＣ電力を提供し、当該出力部２３８が次にＤＣ電力をマイクロ波エネルギーに変換し、マイクロ波アンテナ１００の放射部１３８（図２を参照されたい）にマイクロ波エネルギーを送達する。制御器３００は、熱センサ１３６により発生された、検出されたアナログ反応を処理し、マイクロプロセッサ３３５を用いて発生器２００および／または供給ポンプ４０に送信される制御信号を決定するためのアナログ回路および／または論理回路を備えてよい。制御器３００は、焼灼域および／またはマイクロ波アンテナ１００に近接する組織に関連付いた温度を示す１つ以上の測定信号、すなわち熱センサ１３６により生み出されたアナログ反応の結果発生した信号を受ける。１つ以上のモジュール、例えば制御器３００の温度モジュール３３２は、アナログ反応、例えば熱センサ１３６により生み出された発生電圧を監視および／または分析し、閾値の温度が満たされたかを決定する。閾値の温度が満たされた場合は、次に温度モジュール、マイクロプロセッサ３３５および／または制御器は、それに従ってマイクロ波出力部２３８および／または電力供給部２３７を調整するように発生器２００に指示を与える。さらに、制御器３００はまた、マイクロ波アンテナ１００および／または周囲組織に対する冷却流体の量も調整するために供給ポンプに信号を送り得る。制御器２００は、揮発型のメモリ（例えばＲＡＭ）および／または非揮発型のメモリ（例えばフラッシュ媒体、ディスク媒体など）であり得るメモリを有するマイクロプロセッサ３３５を備える。示される実施形態では、マイクロプロセッサ３３５は、開ループ制御スキームおよび／または閉ループ制御スキームに従い、マイクロプロセッサ３３５が発生器３００の出力を制御できるように電力供給部２３７および／またはマイクロ波出力部２３８と実行可能に通信する。マイクロプロセッサ３３５は、温度モジュール３３２から受信したデータを処理し、それに従って発生器３００および／または供給ポンプ４０に制御信号を出力するため、ソフトウェア命令を実行することができる。制御器３００により実行可能なソフトウェア命令は、メモリ３３６に記憶されている。

本開示のマイクロ波アンテナ１００は、例えば、球状（例えば、図３Ａを参照されたい）、半球状、楕円状（焼灼域が「Ａ−２」と指定された図３Ｂ）などのような、任意の適した構成を有する焼灼域「Ａ」を創出するように構成され得る。一実施形態では、マイクロ波アンテナ１００は、例えば、球状の焼灼域「Ａ」（図３Ａ）を創出するように構成される。本開示の理解を助けるため、焼灼域「Ａ」は、まとめて半径と呼ぶ、焼灼域「Ａ」の中心から測定されると半径ｒ１〜ｒ６を有する、複数の同心円の焼灼域を有して画定される。焼灼域「Ａ」に関連付いた任意の半径、例えばｒ３に沿った組織温度の測定値は、焼灼域「Ａ」の周囲全体と類似する半径にある組織温度を示す。一実施形態では、本開示の制御アルゴリズムには、半径ｒを有する焼灼域「Ａ」を創出するため、特定の半径における与えられた（または特定の場合は予測した）温度を使用する。すなわち、特定の半径に関連付いた温度は、１つ以上の参照テーブル「Ｄ」にコンパイルされ、マイクロプロセッサ３３５および／または温度モジュール３３２を介してアクセス可能なメモリ、例えばメモリ３３６に記憶される。特定の半径に関連付いた温度、および／または１つ以上の参照テーブル「Ｄ」は、発生器２００、制御器３００の製造過程においてメモリに記憶されてもよく、またはシステム１０の使用に先だってメモリ３３６にダウンロードされてもよい。焼灼域「Ａ」の温度が所定の閾値温度に到達すると、１つの対応する熱センサ１３６、例えば熱センサ１３６ｃにより生み出されたアナログ反応により、温度モジュール３３２がそれに従って電力の出力を調整するように制御器２００に命令信号を生じさせる。この事象の組み合わせにより、ｒ３にほぼ等しい半径を持つ焼灼域「Ａ」を提供する。代替的に、またはこれに組み合わせて、制御アルゴリズム、マイクロプロセッサ３３５、および／または温度モジュール３３２は、特定の組織損傷量、例えば閾値Ω（ｔ）を決定して半径ｒを有する焼灼域と相関させるため、前述のアレニウスの式を利用してよい。より詳細には、与えられた閾値Ω（ｔ）として、閾値の温度「Ｔ」が決定されてよく、特定の熱センサ１３６である熱センサ１３６ｃに対応する、適した電圧値が割り当てられてよい。この場合、焼灼域「Ａ」の温度が所定の閾値の温度に到達すると、対応する熱センサ１３６のうちの１つ、例えば熱センサ１３６ｃにより生み出されたアナログ反応により、温度モジュール３３２がそれに従って電力の出力を調整するように制御器２００に命令信号を生じさせる。この事象の組み合わせにより、ｒ３にほぼ等しい半径を持つ焼灼域「Ａ」を提供する。実施形態では、１つ以上の制御アルゴリズムは、慎重に測定された温度、例えばｒ３およびｒ４間に測定された温度を算出するために、熱センサ１３６に関連付いた半径間の補間を利用し得る。より詳細には、様々な（かつ一般的に知られる）補間法が熱センサ１３６に沿って適合する曲線を用いて利用されてよい。

温度モジュール３３２は、例えば、組織温度、アンテナ温度など、様々な特性または状態を検出するために戦略的に配置された複数のセンサ１３６と実行可能に通信する。温度モジュール３３２は、マイクロプロセッサ３３５と隔離したモジュールでよく、または温度モジュール３３２は、マイクロプロセッサ３３５に含められてもよい。一実施形態では、温度モジュール３３２は、マイクロ波アンテナ１００上に作動可能に配置され得る。温度モジュール３３２は、熱センサ１３６から情報を受け取る制御回路を備え得、情報および情報源（例えば、特定の熱センサ、例えば情報を提供する１３６ｃ）を制御器３００および／またはマイクロプロセッサ３３５に提供し得る。この場合、温度モジュール３３２、マイクロプロセッサ３３５および／または制御器３００は、参照テーブル「Ｄ」にアクセスして、半径ｒ３における閾値温度が満たされたかを確認し、続いてマイクロ波アンテナに送達されるマイクロ波エネルギーの量を調整するように発生器２００に指示を出してよい。ある特定の実施形態では、参照テーブル「Ｄ」は、マイクロ波アンテナ１００と関連付いたメモリ記憶装置（不図示）に記憶され得る。より詳細には、参照テーブル「Ｄ」は、マイクロ波アンテナ１００の取手および／またはコネクタ１２６と作動可能に関連付いたメモリ記憶装置に記憶され得、そしてマイクロプロセッサ３３５および／またはメモリ３３６にダウンロードされ、読み込まれ、かつ記憶され得、続いて先に説明した方法でアクセスされ、利用され得る。これにより、特定のマイクロ波アンテナについては、発生器２００および／または制御器３００を再プログラミングせずに済むだろう。メモリ記憶装置は、マイクロ波アンテナ１００関する情報を含むように構成されてもよい。例えば、治療のために構成されたマイクロ波アンテナの種類、組織の種類、所望の焼灼域の種類は、例えば、マイクロ波アンテナと関連付いた記憶装置に記憶されてよい。この場合、例えば、システム１０の発生器２００および／または制御器３００は、焼灼域、例えば、焼灼域「Ａ」を創出するように構成されたマイクロ波アンテナ１００と異なる焼灼域「Ａ−２」を創出するように構成されたマイクロ波アンテナを用いて使用するために適合され得る。

図１Ａで示される実施形態では、発生器は、流体供給ポンプ４０に作動可能に連結して示される。次に、供給ポンプ４０は、供給タンク４４に作動可能に連結される。実施形態では、マイクロプロセッサ３３５は、１つ以上の適した種類のインターフェース、例えば、発生器２００上に作動可能に配置されたポート２４０を介して供給ポンプ４０と実行可能に通信し、これによりマイクロプロセッサ３３５が、供給ポンプ４０からマイクロ波アンテナ１００にまでの冷却流体４２の出力を、開ループ制御スキームおよび／または閉ループ制御スキームに従って制御することができる。制御器３００は、供給タンク４４からマイクロ波アンテナ１００にまでの冷却流体出力を制御するように供給ポンプ４０に信号を送ってよい。この方法では、冷却流体４２は、自動的にマイクロ波アンテナ１００を循環し供給ポンプ４０に戻る。特定の実施形態では、臨床医は、手動により供給ポンプ４０を制御して、マイクロ波アンテナ１００から隣接する周囲組織へと冷却流体４２を放出させ得る。

次に、システム１０の操作を説明する。まず、マイクロ波アンテナ１００は、発生器２００に接続される。ある特定の実施形態では、発生器２００および／または制御器３００と関連付いた１つ以上のモジュール、例えばＡＺＣＭ３３２は、記憶装置からアンテナ１００、例えばマイクロ波アンテナの種類、治療される組織の種類などに関連付いたデータを読み取り、および／またはダウンロードする。次に熱センサ１３６を備えるマイクロ波アンテナ１００は、近接する組織に位置付けられ得る（図３）。その後、発生器２００は、組織が焼灼されるように、アンテナ１００の放射部１３８にマイクロ波エネルギーを供給するよう有効化され得る。組織が焼灼される間、所定の閾値の温度が到達する（半径ｒ４に対応する温度など）に対応する熱センサ、例えばセンサ１３６ｄは、温度モジュール３３２に信号を生じさせ、次に当該モジュール３３２がそれに従って、マイクロ波エネルギーを調整するように発生器２００に指示を出す。前述の一連の事象では、熱センサ１３６および温度モジュール３３２は、適した比率の均一の焼灼域が、近接する組織への損傷を最小限に抑えるかまたは全く損傷させないで形成されるように、焼灼域に対するマイクロ波エネルギーの量をリアルタイムで制御するように機能する。

図５を参照すると、焼灼を受ける組織の温度を監視するための方法４００が示される。ステップ４０２では、発生器２００からのマイクロ波エネルギーは、組織を焼灼する部位に近接するマイクロ波アンテナ１００に送達される。ステップ４０４では、焼灼部位における組織温度が監視される。ステップ４０６では、所定の組織温度がマイクロ波アンテナに沿った特定ポイントに到達すると検出信号が生じられる。ステップ４０８では、発生器２００からマイクロ波アンテナへのマイクロ波エネルギーの量が調整され得る。

上述のこと、および様々な作図を参照することにより、当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示に対し特定の変更を行うことができることを理解するだろう。例えば、幾つかの実施形態では、開示した方法は、限定されないが、超音波およびレーザーにより組織を治療することを含め、他の組織への効果およびエネルギーに基づく態様まで広範に及ぶ。方法４００は、温度測定および監視に基づくが、組織の状態を特定するために、電流、電圧、電力、エネルギー、電圧および電流の位相など、他の組織特性およびエネルギー特性が使用されてよい。幾つかの実施形態では、方法は、電磁外科手術用システムに組み込まれたフィードバックシステムを使用して実行されてよく、または単独型モジュラの実施形態（例えば、電磁外科手術用システムの発生器のような、様々な構成材に電気連結された取り外し可能なモジュラ回路）でもよい。

本明細書では、特定の閾値の組織温度に対応する個別の熱センサ１３６を備えたシステム１０を説明したが、単一の熱センサ１３６は、複数の半径に対応する、複数の閾値の組織温度に対応するように構成され得ることも本開示の範囲内にある。この場合、システム１０は、上述と実質的に同じ方法で機能する。

本開示の幾つかの実施形態を図面に示し、かつ／または本明細書で考察したが、本開示は当技術分野が許容する範囲において広範なものであり、明細書がそのように読解されることを目的とするため、本開示は開示に限定されることを目的とするものではない。それ故、前述の説明は限定するものと解釈されるべきではなく、単に具体的な実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、添付の請求項の範囲および精神内において他の変更を描くであろう。

Claims

少なくとも１つの制御アルゴリズムを実行するためのマイクロプロセッサを備える電力源と、
焼灼域を形成するため、前記電力源から組織にマイクロ波エネルギーを送達するように構成されたマイクロ波アンテナと、
前記マイクロ波アンテナの放射部に近接して作動可能に配置され、そこから近位方向に伸長する一連の熱センサであって、前記焼灼域の半径に対応する前記一連の熱センサとを具備し、前記熱センサの各々は、所定の閾値の組織温度が、対応する前記焼灼域の半径に到達すると所定の電圧を発生させることを特徴とする、焼灼の大きさを監視するためのシステム。
前記マイクロ波アンテナおよび前記電力源と実行可能に通信し、近接する組織に対する損傷を最小限に抑えつつ好適な比率の均一な焼灼域を創出するため、前記一連の熱センサのうちの１つにより所定の電圧が発生されると、前記マイクロ波アンテナに送達されるマイクロ波エネルギーの量を調整するため、前記電力源に指示を出すように構成された温度モジュールをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
前記一連の熱センサが、前記マイクロ波アンテナに結合したシャフトの内部に作動可能に位置付けられることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
前記温度モジュールおよび前記一連の熱センサは、前記電力源が有効化されると稼働されることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
前記温度モジュールおよび前記一連の熱センサは、前記電力源が無効化されると稼働されることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
前記一連の熱センサは、サーミスタ、熱電対、および光ファイバーの温度監視用素子から成る群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
前記一連の熱センサは、前記マイクロ波アンテナの前記シャフトに沿って直線配列およびらせん配列のうちの１つの配列で配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
前記マイクロ波アンテナは、球状および楕円状のうちの１つの形状の焼灼域を作り出すように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
前記少なくとも１つの制御アルゴリズムは、前記一連の熱センサおよび対応する半径と関連付いた、前記所定の閾値の温度を予測するために、組織壊死を算出することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
組織壊死を算出するに必要な変数が、頻度因子、活性化エネルギー、絶対温度、および気体定数から成る群から選択されることを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
前記焼灼域に近接する前記マイクロ波アンテナおよび組織のうちの１つの冷却を促すために、前記マイクロ波アンテナに冷却流体を供給するように構成された少なくとも１つの流体ポンプをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
焼灼を受ける組織の温度を監視するための方法であって、
組織の焼灼域を形成するため、電力源からマイクロ波アンテナにマイクロ波エネルギーを送達するステップと、
前記組織の焼灼域が形成してゆく、前記マイクロ波アンテナに沿った組織温度の近位方向の伝播を監視するステップと、
所定の組織温度が、前記マイクロ波アンテナに沿った特定ポイントに到達すると検出信号を生じさせるステップと、
前記電力源から前記マイクロ波アンテナへの前記マイクロ波エネルギーの量を調整するステップとを含む、方法。
組織を監視する前記ステップが、前記マイクロ波アンテナの放射部に近接して作動可能に配置され、そこから近位方向に伸長する一連の熱センサであって、前記焼灼域の半径に対応する前記一連の熱センサを、前記マイクロ波アンテナに提供するステップをさらに含み、前記熱センサの各々は、所定の閾値の組織温度が、対応する前記焼灼域の半径に到達すると電圧を発生させることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
焼灼域を形成するため、電力源から組織にマイクロ波エネルギーを送達するように構成された放射部と、
前記マイクロ波アンテナの前記放射部に近接して作動可能に配置され、そこから近位方向に伸長する一連の熱センサであって、前記焼灼域の半径に対応する前記一連の熱センサとを具備し、前記熱センサの各々は、所定の閾値の組織温度が、対応する前記焼灼域の半径に到達すると所定の電圧を発生させることを特徴とする、焼灼処置を行うために構成された電力源に接続するように適合されたマイクロ波アンテナ。
温度モジュールは、前記マイクロ波アンテナおよび前記電力源と実行可能に通信し、近接する組織に対する損傷を最小限に抑えつつ好適な比率の均一な焼灼域を創出するため、前記一連の熱センサのうちの１つにより所定の電圧が発生されると、前記マイクロ波アンテナに送達されるマイクロ波エネルギーの量を調整するため、前記電力源に指示を出すように構成されることを特徴とする、請求項１４に記載のマイクロ波アンテナ。
前記温度モジュールが、前記電力源内に作動可能に配置されることを特徴とする、請求項１４に記載のマイクロ波アンテナ。
前記温度モジュールが、前記マイクロ波アンテナ内に作動可能に配置されることを特徴とする、請求項１４に記載のマイクロ波アンテナ。
前記温度モジュールは、いつ所定の電圧が前記熱センサの各々により発生されるかを特定するため、前記熱センサの各々を監視することを特徴とする、請求項１５に記載のマイクロ波アンテナ。