JP2019069190A - 組織切除のためのマイクロ波装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組織切除のためのマイクロ波装置を提供する。【解決手段】組織切除のためのマイクロ波装置のためのアンテナは、アンテナ（１）の外部導体（３）および内部導体（４）が内部に配置された金属カニューレ（２）であって、外部導体（３）と内部導体（４）との間に誘電絶縁材料の層（５）が介在された金属カニューレ（２）と、アンテナ（１）に接続される貫通先端部（９）と、を備えている。このアンテナ（１）は、当該カニューレ（２）の遠位端部に接続された補強要素（７）を更に備えており、当該貫通先端部（９）は、当該補強要素（７）の遠位端部（１０）に接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、組織切除のためのマイクロ波装置、特に、生体組織の熱治療、特に、当該組織の熱切除のためのマイクロ波組織内アプリケータに関する。

熱切除は、不可逆な損傷の閾値を超過した細胞の温度上昇を誘発することによって、目標組織を破壊することからなっている。この閾値は、所定の温度、時間で曝されることに関連づけられている。５０℃から６０℃の間の温度である場合、その時間は数分であるのに対し、６０℃より上昇すると、細胞が死ぬのはほぼ瞬時である。この温度上昇は、事実上、侵入型アプリケータによって目標組織内にエネルギーを与えることによって得られる。熱切除のために一般に使用されるエネルギーの形態は、機械的振動、高周波電流、赤外線放射、マイクロ波を含んでいる。

熱切除のための最も有望なエネルギーの形態の一つは、現在のところ、マイクロ波エネルギーであり、このマイクロ波エネルギーは、エネルギーの伝送効率と生体組織内の貫通深さとの間の非常に優れた妥協をもたらす。熱切除をする予定になっている組織へのマイクロ波エネルギーの配給は、経皮的に、内視鏡的に、開腹的に、または、腹腔鏡的に、同軸アンテナからなる組織内アプリケータを挿入することにより行われる。この同軸アンテナは、内部導体と、内部導体の全長を覆う誘電性の層と、アンテナの放射端部を構成する内部導体の遠位端部分を除いて、誘電性の層および内部導体を同軸上に覆う外部導体と、を備えている。熱切除のためのアンテナの構造は、それに関してもたらされる使用に関連づけられた特定の構造上の要求、特に生体適合性、大きな機械的抵抗、回転楕円体凝固壊死（ｓｐｈｅｒｏｉｄ ｃｏａｇｕｌａｔｉｖｅ ｎｅｃｒｏｓｉｓ）、できる限り小さなアンテナの直径、を考慮に入れなければならない。

回転楕円体凝固壊死を確実にするために、アンテナは、その後回転楕円体となる放射形状と、アンテナの供給線によって生成された熱を放熱するための冷却システムとの両方を必要とする。マイクロ波熱切除システムの動作周波数において、同軸ケーブルを通じた電力の移送は、同軸ケーブルの発熱によって調和された大きな低下により特徴づけられる。生成された熱は、アンテナの全長にわたって外部ステムと接触する組織の壊死を引き起こし得る。供給線の冷却回路の存在は、熱が取り除かれることを可能にし、壊死の偏心が減少することを可能にする。

マイクロ波熱切除のための多くのアンテナ構造の一般的な問題は、アンテナの供給線に沿った放射形状の伸長であり、結果として球形度が低くなることである。この伸長は、アンテナ設計の異なる改良により回避され得る。放射形状の良好な閉じ込めを維持する最も一般的な方法の一つは、短絡により終端を処理した１／４波長インピーダンス変成器を作る、電磁チョークまたはより簡潔にチョークと呼ばれる装置を使用することである。チョークは、物理的には、円筒状の導体からなる同軸線であり、この円筒状の導体は、アンテナの外部導体を同軸状に囲んでいる。その結果、チョークは、その近位端部で短絡により閉塞される一方で、その遠位端部で開放されている。この「遠位」および「近位」との用語は、アンテナの先端部の方向または反対方向に、それぞれ対向している装置、または一部若しくは構成要素の端部を表す。

円筒状の導体とアンテナの外部導体との間に、誘電性の材料から作製された１つ以上のスリーブがチョークの全長を占めるように介在されている。チョークの長さは、アンテナによって発せられたマイクロ波の当該誘電体内における波長の１／４の奇数（通常は１）に等しい。波の１／４とは異なっている長さは、決して最適な特性をチョークに与えないが、それにもかかわらず、近位の閉じ込めを得る目的、および、アンテナの放射形状の明白な球形度を得る目的のためには有用である。チョークは、通常、アンテナの外部導体を囲む誘電体の周りに、金属筒を挿入することにより得られ、この金属筒は、誘電体の外径と等しい内径を含み、金属筒の長さは、ちょうど開示されたものと同等の電気的長さを作るようになっている。アンテナの放射端部から最も遠い金属筒の端部は、アンテナの外部導体上で短絡され、チョークの構造を完成する。

既に言及された形式の組織切除のためのマイクロ波装置は、本件出願人の名義で産業上の発明のための特許文献１に開示されている。

従来技術から知られる組織切除のためのマイクロ波装置には、アンテナの内部導体に電気的に接続された貫通先端部が更に設けられている。この貫通先端部の機能は、患者の組織内にアンテナの導入を容易化させる。貫通先端部は、大きな機械的抵抗を含む接続を介してアンテナの本体に接続されるべきであり、この大きな機械的抵抗は、患者の組織を通じたアンテナの貫通および抜き出しの間、アンテナに作用する機械的応力のために先端部がアンテナの本体から取り外され得ないことを確実にする。

通常は、貫通先端部は、溶接によりアンテナの本体に接続されている。しかしながら、この形式の接続は、先端部の大きな抵抗を確実にせず、仮に大きな応力にさらされれば、先端部がアンテナの本体から取り外され、患者の体の内部に残り得る。これが伴う全ての問題である。

伊国特許発明第０００１３６１７７１号明細書

本発明の目的は、組織切除のためのマイクロ波装置を提供することであり、アンテナの遠位の一部は貫通先端部からなり、大きな機械的抵抗を有し、大きな機械的応力の場合であっても、貫通先端部がアンテナの本体から切り離され得ないことを確実にする。

本発明の目的は、請求項１に記載された組織切除のためのマイクロ波装置によって達成される。

本発明によれば、アンテナの貫通先端部の機械的抵抗は、アンテナの動作に悪影響を与え、または妥協することなく、大幅に増加する。

本発明を実施する一態様は、非限定的な例として、添付の図面を参照して以下に開示されている。

図１は、本発明による、貫通先端部が設けられたアンテナを備えた組織切除のためのマイクロ波装置の第１の実施の形態を示す長手方向断面図である。 図２は、本発明による、貫通先端部が設けられたアンテナを備えた組織切除のためのマイクロ波装置の第２の実施の形態を示す長手方向断面図である。 図３は、本発明によるマイクロ波装置のアンテナの組立体の一例を示す図である。 図４は、本発明によるマイクロ波装置のアンテナの組立体の一例を示す図である。 図５は、本発明によるマイクロ波装置のアンテナの組立体の一例を示す図である。 図６は、本発明によるアンテナの詳細を示す図である。 図７は、本発明によるアンテナの詳細を示す図である。 図８は、本発明によるアンテナの詳細を示す図である。 図９は、本発明によるアンテナの詳細を示す図である。

図１には、本発明によるマイクロ波装置のためのアンテナの第１の実施の形態が示されている。

アンテナ１は、内部導体４が内部に配置された金属カニューレ２を備えている。この金属カニューレ２は、絶縁材料の層５によって囲まれており、絶縁材料の層５は、内部導体４に同軸である外部導体３によって囲まれている。内部導体４の遠位端部分４ａは、外部導体３の遠位端部から突出しており、アンテナ１の放射端部を構成している。

アンテナ１の金属カニューレ２と外部導体３との間には、導電材料のブッシュ６が配置されており、この導体材料のブッシュ６は、１／４波長インピーダンス変成器の一部である。この目的は、凝固治療によって直接的に影響を及ぼされる組織の部分から少し離れて、反射したマイクロ波を遮って、アンテナ１を囲む組織の無差別な加熱を回避することである。

アンテナ１は、貫通先端部９によって完成させられる。この貫通先端部９は、患者の体のゾーンが到達されるまで、マイクロ波を用いた切除治療にさらされるべき患者の組織を通じたアンテナの挿入を容易にする。

貫通先端部９は、補強要素７によって金属カニューレ２に接続されている。この目的は、大きな機械的抵抗を含む接続が貫通先端部９とアンテナ１との間に形成されることを可能にすることである。補強要素は、例えば、酸化ジルコニウム材料製またはセラミック材料製である。補強要素７には、近位端部７ａが設けられており、この近位端部７ａは、金属カニューレ２の遠位端部１２内に導入され得る。当該近位端部７ａには、結合手段１３が設けられており、この結合手段１３は、金属カニューレ２の遠位端部１２と補強要素７との間の結合を容易にする目的を有している。結合手段は、図１、２、５および７に示されるように、１つ以上の円周溝（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒａｌ ｇｒｏｏｖｅｓ）、軸切口（ａｘｉａｌ ｉｎｃｉｓｉｏｎｓ）、らせん切口（ｓｐｉｒａｌ ｉｎｃｉｓｉｏｎｓ）、または隆起部からなり得る。

金属カニューレ２の遠位端部１２と、補強要素７の近位端部７ａとの間の結合は、結合手段１３が存在する近位端部７ａのゾーン、すなわち溝、切口、または隆起部での機械的な圧接または接着によってなり得る。また、金属カニューレ２と補強要素７の近位端部７ａとの間の結合は、溶接によって達成され得る。しかしながら、この場合、補強要素７の近位端部７ａは、溶接が行われることを可能にするために、金属化されるべきである。全ての場合、カニューレ２と補強要素７との間の接続は、カニューレ２からの補強要素７の切り離しに対して、大きな機械的抵抗を確実にする。

補強要素７には、軸穴１４が設けられている。この軸穴１４は、近位端部７ａから遠位端部１０まで、補強要素７の全長にわたって延びている。軸穴１４の遠位端部１５には、雌ねじ１６が設けられている。

貫通先端部９には、雄ねじ１７が設けられたシャンク１１が設けられている。貫通先端部９のシャンク１１は、軸穴１４の遠位端部１５にねじ留めされ得て、静止摩擦による大きな抵抗を含む接続を形成している。この静止摩擦は、患者の身体内への導入および患者の身体からの抜き出しの間に、貫通先端部９がさらされる機械的応力のために、貫通先端部９がアンテナ１から取り外され得る危険性を大いに減少させる。アンテナ１には、金属ブッシュ８、８ａが更に設けられている。この金属ブッシュ８、８ａは、アンテナ１の遠位端部に接続されており（図４）、補強要素７がカニューレ２に結合されたとき（図５）、補強要素７の軸穴１４内に挿入されている。

第１の実施の形態では、ブッシュ８は、貫通先端部９のねじシャンク１１に接触するような長さを有しており（図１）、アンテナ１と貫通先端部９との間の電気的導通を達成している。

第２の実施の形態では、ブッシュ８ａは、貫通先端部９のねじシャンク１１に接触することがなく（図２）、貫通先端部９の動作温度が下げられることを可能にしている。

実際の実施の形態では、材料、寸法および構造上の詳細は、ここで示したものとは異なり得るが、それにより本発明の範囲から外れることなく、これと技術的に同等であり得る。

Claims (8)

1. 組織切除のためのマイクロ波装置であって、
   アンテナ（１）と、
   前記アンテナ（１）の外部導体（３）および内部導体（４）が内部に配置された金属カニューレ（２）であって、外部導体（３）と内部導体（４）との間に誘電絶縁材料の層（５）が介在された金属カニューレ（２）と、
   前記アンテナ（１）に接続された貫通先端部（９）と、
   当該カニューレ（２）の遠位端部（１２）に接続された補強要素（７）と、を備え、
   当該貫通先端部（９）は、当該補強要素（７）の遠位端部（１０）に接続され、
   当該補強要素（７）に、軸穴（１４）が設けられ、その遠位端部（１５）に雌ねじ（１６）が設けられ、
   マイクロ波装置は、当該アンテナ（１）の遠位端部に接続されたブッシュ（８）を更に備え、
   当該ブッシュ（８）は、当該軸穴（１４）内に挿入されているとともに、前記貫通先端部（９）の当該シャンク（１１）に接触していることを特徴とするマイクロ波装置。
2. 当該補強要素（７）の近位端部（７ａ）は、当該カニューレ（２）内に挿入可能になっており、当該補強要素（７）の近位端部（７ａ）に、当該補強要素（７）を当該カニューレ（２）に接続する接続手段（１３）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波装置。
3. 当該接続手段は、１つ以上の円周溝（１３）、１つ以上の軸切口、１つ以上のらせん切口、または隆起部を含んでいることを特徴とする請求項２に記載のマイクロ波装置。
4. 当該補強要素（７）は、当該カニューレ（２）に、圧接または接着によって接続されていることを特徴とする請求項２または３に記載のマイクロ波装置。
5. 当該補強要素（７）は、当該カニューレ（２）に、溶接によって接続され、当該近位端部（７ａ）が金属化されていることを特徴とする請求項２または３に記載のマイクロ波装置。
6. 当該軸穴（１４）は、当該近位端部（７ａ）から当該補強要素（７）の遠位端部（１０）に延びていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のマイクロ波装置。
7. 当該貫通先端部（９）に、雄ねじ（１７）が設けられたシャンク（１１）が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のマイクロ波装置。
8. 当該補強要素（７）は、酸化ジルコニウム材料製またはセラミック材料製であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のマイクロ波装置。