JP2852084B2 - 医療用マイクロ波プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は生体部位にマイクロ波を照射または受信する
医療用マイクロ波プローブに関する。

［従来の技術］ 例えば、生体に生じた癌等の病変部を温熱治療するに
あたりマイクロ波を利用するものが知られている（米国
特許第4,700,716号明細書参照）。この場合に使用する
マイクロ波プローブには、マイクロ波放射用のアプリケ
ータが用いられている。このマイクロ波放射のアプリケ
ータは同軸ケーブルの先端部分にアンテナ部を形成して
なり、このアンテナ部に沿ってマイクロ波ビームを照射
するようになっている。

ところで、このマイクロ波放射用のアプリケータで生
体内の患部を治療する場合には、これを管腔臓器内に直
接に挿入したり、内視鏡の挿通用チャンネルを通じて導
入される。このようにして使用される場合には、細く長
い同軸ケーブルの先端に、上記米国特許4,700,716号明
細書で示されるアプリケータの場合と同様のアンテナ部
を形成し、これを用いて生体内患部の温熱治療が行われ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のもののように同軸ケーブル
の先端にアンテナ部を形成した医療用マイクロ波プロー
ブでは、以下に挙げるような問題が発生する。

一般に、病変部はその形状や大きさが異なるのが普通
であり、いかなる場合でも、全く同じアンテナ部を有し
た１種類のマイクロ波プローブでは、その病変部に適し
た治療ができない。例えば病変部に対して加温用アンテ
ナ部が小さいときにはその病変部を効率的に治療できな
い。また、病変部に対して加温用アンテナ部が大きいと
きにはその病変部以外の正常な生体組織まで加温し、正
常な生体組織にダメージを与えやすい。

したがって、アンテナ部の形状や大きさが異なる複数
のマイクロ波プローブをあらかじめ多数用意しておかな
ければならなかった。

ところで、特公昭62−9351号公報には、アンテナ部に
おけるヘリカル線のピッチを変えることによりマイクロ
波の照射分布（加温分布）を極力均一になるように調節
できるようにしたものが提案されている。

しかし、これはインピーダンス整合を保てる範囲での
調節が可能なものであり、種々異なる病変部には対応で
きない。

一方、１本のマイクロ波プローブで、そのマイクロ波
に周波数を変更することも、一応、考えられるが、マイ
クロ波の波長の違いで、その整合がうまくとれず、充分
な加温治療ができないという不都合が生じる。

また、病変部が存在する部位によってその部位へ導入
するマイクロ波プローブとして必要な長さが異なる。こ
れに対して、全ての場合に共通に使用できる長さのプロ
ーブを用意しておくことも不可能ではない。

しかし、このように長いプローブの場合は、伝送する
マイクロ波の損失が大きくなり、好ましくない。結局、
各種アンテナ部の異なる各場合につき、それぞれ長さの
異なるプローブを複数用意する必要がある。

以上の点を満足させようとすると、結局、複数種のか
なりの本数のマイクロ波プローブが必要になる。そし
て、これらのマイクロ波プローブの扱いが複雑になると
ともに、これらに多大な経費のかかる不経済なものとな
ってしまう。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目
的とするところは、各種の病変部に対してそれぞれ適切
かつ有効な治療等が行えるとともに、そのマイクロ波プ
ローブの扱いが簡単で経済的なものとなる医療用マイク
ロ波プローブを提供するものである。

［課題を解決する手段および作用］ 上記課題を解決するために本発明は、同軸ケーブルの
先端に形成されたマイクロ波用アンテナ部を有し、上記
アンテナ部を通じてマイクロ波の放射、あるいは受信を
行う医療用マイクロ波プローブにおいて、上記同軸ケー
ブルに対して着脱自在に形成され少なくとも外部導体を
有するアンテナ部と、このアンテナ部を前記同軸ケーブ
ルに対して着脱自在に固定する固定手段とを具備し、上
記同軸ケーブルに特性の異なるアンテナ部を交換可能に
構成したものである。

しかして、治療部位の大きさや形状などの状況に応じ
てこれに適する放射または受信特性のアンテナ部を同軸
ケーブルに装着し、使用できるから、その対象部位の加
温治療に適したものを簡単に得ることができる。

［実施例］ 第１図ないし第４図は本発明の第１の実施例を示すも
のである。

第１図で示すように、この医療用マイクロ波プローブ
１はマイクロ波伝送用の同軸ケーブル２とこの先端に設
けられるアンテナ部３とからなり、図示しないマイクロ
波発振部で発生されたマイクロ波をその同軸ケーブル２
を通じてアンテナ部３に伝送するようになっている。

アンテナ部３は、中心導体４、外部導体５、テフロン
等から形成される絶縁体６とから構成されている。ま
た、アンテナ部３の外部導体５は、軸方向において複数
に分割され、マイクロ波の放射がアンテナ部３の外周に
沿って平均的に放射される構造となっている。

さらに、同軸ケーブル２にアンテナ部３を取付け固定
する手段としてアンテナ部３の基端部における絶縁体６
にはめねじ7aが形成され、同軸ケーブル２の外周にはお
ねじ7bが形成されている。そして、このめねじ7aとおね
じ7bは第１図で示すように互いに係合する。また、この
ときにはアンテナ部３の中心導体４と同軸ケーブル２の
中心導体８とが、電気的に接続される。つまり、同軸ケ
ーブル２の中心導体８の中にアンテナ部３の中心導体４
が密に嵌め込まれる。また、これと同時にアンテナ部３
における末端に位置する外部導体5aは、同軸ケーブル２
の外部導体９に密に嵌合して電気的に接続される。

このようにして、同軸ケーブル２の中心導体８に対し
てアンテナ部３の中心導体４を嵌め込み、その中心導体
４、８同志の電気的結合を密にする。また、アンテナ部
３における末端に位置する外部導体5aに同軸ケーブル２
の外部導体９に嵌め込み、その外部導体5aと外部導体９
との電気的結合を密にする。これによりマイクロ波の伝
送効率を上げるようにしている。

このように構成されたマイクロ波プローブ１による
と、同軸ケーブル２によって伝送されたマイクロ波はア
ンテナ部３より第１図で示すＡの状態で放射する。

一方、第２図ないし第４図でそれぞれ示すアンテナ部
３はマイクロ波の放射分布特性が異なるが、上記同軸ケ
ーブル２の先端に対して同様に着脱可能に装着されるも
のである。

第２図で示すアンテナ部10は、上述した第１図で示さ
れるアンテナ部３の前後方向の長さを短くしたものであ
る。そして、上記アンテナ部３のものと同一の部材には
同一符号を付し、その説明を省略する。

このアンテナ部10によれば、第２図で示すＢの状態で
マイクロ波の放射分布Ｂを得ることができる。つまり、
比較的短い範囲での放射分布Ｂが得られる。

また、第３図でのアンテナ部11は一般にダイポール型
アンテナと呼ばれる形状をしたものである。すなわち、
このアンテナ部11の外部導体12は上記各アンテナ部3,10
の外部導体５とは異なり、軸方向等に分割されてはおら
ず、外部導体12はアンテナ部11内で折り返された形状に
なっている。この外部導体12の折り返し部の長さは例え
ば中心導体４が外部導体12より先端側に突出している長
さとほぼ同一の長さとなっている。このように形成され
たアンテナ部11では第３図でのＣで示すような前方へ集
中するマイクロ波の放射分布を得ることができる。

さらに、第４図で示すアンテナ部13はモノポール型ア
ンテナと呼ばれるものである。このアンテナ部13はその
中心導体４が外部導体14より先端側へ突き出した形状と
なっている。このアンテナ部13によると、第４図でのＤ
で示すようなマイクロ波の放射分布が得られる。

以上示したような各アンテナ部3,10,11,13は大きく分
けて２つの病変部に使い分けることができる。

まず、アンテナ部3,10は管腔臓器の外周に平均的にで
きた病変部に対して有効で、特に、アンテナ部３では病
変部が比較的広い範囲に広がってしまったものに用いら
れる。これに対して、アンテナ部10は病変部が比較的小
さいものに対して使用するものである。また、このアン
テナ部3,10に応用して、病変部の大きさに合わせてさら
に、アンテナ部の長さを種々変更してアンテナ部を構成
することも可能である。

一方、アンテナ部11,13ではそのアンテナ部11,13の先
端側の形状がテーパ状となっており、このテーパ状にマ
イクロ波の放射が集中するようになっている。したがっ
て、病変部によって狭窄した管腔臓器へ挿入して、その
狭窄部にアンテナ部11,13を押し当てるようにして治療
を行う場合に有効である。そして、アンテナ部11は比較
的大径の管腔臓器の狭窄部に用い、比較的広範囲の病変
部の治療を行う場合に有効である。また、アンテナ部13
は細径な管腔臓器への挿入性がよく、比較的小さい範囲
の治療を行う場合に有利である。このアンテナ部11,13
においても、治療目的部位の大きさによって、アンテナ
部11,13内の中心導体4,外部導体5,12,14の長さを変更す
ることによって、各病変部に適したマイクロ波の放射分
布を有するアンテナ部3,10,11,13を構成することができ
る。

この第１の実施例の構成によれば、各病変部に適した
マイクロ波の放射分布を有するそれぞれ異なるアンテナ
部3,10,11,13を用意し、この各アンテナ部3,10,11,13
は、マイクロ波伝送用の同軸ケーブル２の先端に対して
着脱自在な構成になっている。したがって、同軸ケーブ
ル２に接続するアンテナ部3,10,11,13を交換することに
よって、治療する病変部に適した治療を行うことができ
る。つまり、加温特性の異なる複数のプローブ１を用意
しておく必要がない。また、長いプローブ１を何本も用
意しておくため、余分なスペースがとられたりするとい
うことがなくなる。また、長いプローブ１をマイクロ波
の発生部に着脱して交換する際の煩わしさを軽減するこ
ともできる。

第５図ないし第６図は本発明の第２の実施例を示すも
のである。

この実施例のマイクロ波プローブ15も、マイクロ波伝
送用同軸ケーブル16と、この先端に連結されるアンテナ
部17とからなっている。このアンテナ部17を同軸ケーブ
ル16に保持する手段として、この第２の実施例では管状
ゴム18が用いられている。この管状ゴム18は一端がアン
テナ部17に埋め込まれた状態で固定されている。そし
て、管状ゴム18の他端は同軸ケーブル16の外周に形成さ
れた突起19に引掛かるように固定される。この管状ゴム
18により、アンテナ部17が同軸ケーブル16の先端に固定
されている。

アンテナ部17は上述した第１の実施例で示したアンテ
ナ部とは異なり、外部導体20は存在するが、独自の中心
導体は有しておらず、上記同軸ケーブル16の中心導体21
が延出して直接に挿入されてアンテナ部17の中心導体21
aを形成するようになっている。つまり、同軸ケーブル1
6の中心導体21はテフロン等の絶縁部材22に被われて突
出した形状になっており、また、その先端では中心導体
21が剥き出し状態となっていて、アンテナ部17の中心導
体21aを形成するようになっている。また、同軸ケーブ
ル16の外部導体23の先端側には電極リング24が設けら
れ、この電極リング24がアンテナ部17の一部を兼ねる構
造となっている。

つまり、この第２の実施例のマイクロ波プローブ15で
は管状ゴム18によって、同軸ケーブル16とアンテナ部17
の接合部から水等の侵入を防止するとともに、外部導体
22,24は全て絶縁部材22で覆って、できるだけ導体部分
が腐食することを防止する構造をとったものである。し
かし、この実施例においても、第１の実施例と同様に同
軸ケーブル16の外部導体23と、アンテナ部17の外部導体
20とを接触させ、電気的接続を有するようにしてもよ
い。

第６図は上述した同軸ケーブル16に接続される他のア
ンテナ部25を示す。このアンテナ部25は第５図に示すア
ンテナ部17より広範囲の加温が行える形式のものであ
る。

このアンテナ部25は、上記同軸ケーブル16の中心導体
21の先端部分26が嵌め込まれる凹部27を有する中心導体
28が設けられている。この中心導体28は、同軸ケーブル
16で伝送されたマイクロ波をアンテナ部25の先端まで伝
送する役割を持つ。このようにすると、上記アンテナ部
17の代わりに加温範囲の異なるアンテナ部25を接続する
ことができる。

また、第１の実施例で示したダイポール型アンテナ部
11やモノポール型アンテナ部13の中心導体を有さないも
のを着脱して使用することものできる。

しかして、この第２の実施例のマイクロ波プローブ15
によると、同軸ケーブル16の中心導体21がアンテナ部1
7,25内に入り込んでマイクロ波を放射するため、中心導
体21の接続のために起こるマイクロ波の反射や減衰が少
なくなり、効率のよい加温が行える。

第７図ないし９図は本発明の第３の実施例を示すもの
である。

一般に、マイクロ波の伝送に用いる同軸ケーブルが細
いと、マイクロ波の減衰が大きい。太いほどマイクロ波
の減衰が少なくなる。第７図は細径の同軸ケーブル28で
あり、第８図は太径の同軸ケーブル29である。

細径の同軸ケーブル28はそのマイクロ波プローブを例
えば内視鏡チャンネル等の細い管路内に挿入する場合に
用い、同軸ケーブル29は特に細径である必要がない場
合、例えばそのマイクロ波プローブを体腔内に挿入する
必要の場合に用いるものとする。この実施例では径の異
なる同軸ケーブル28,29を同一のアンテナ部37に接続可
能とするものである。第９図がその主要構造を示すもの
である。

すなわち、マイクロ波プローブ34は、同軸ケーブル35
（28,29）、アダプタ36、アンテナ部37からなってい
る。アンテナ部37は第５図で示したものと同一構造のも
ので、細径の同軸ケーブル28はそのままで接続可能なも
のとする。また、このアンテナ部37を太径の同軸ケーブ
ル35にも、接続しようとするものである。アダプタ36の
先端側の形状は、第５図で示す同軸ケーブル16と同一の
形状となっており、中心導体39が突出している。また、
アダプタ36の外周には凸部38が設けられ、管状ゴム18が
引掛けられる。アダプタ36の中心導体39には、同軸ケー
ブル35の中心導体40が挿入可能な凹部41を有しており、
そして、アダプタ36の中心導体39と同軸ケーブル35の中
心導体41は電気的に接続される。

このようにアダプタ36を介することによって、径の異
なるアンテナ部37と、同軸ケーブル35を接続することが
できる。

第10図は第３の実施例の応用例で、例えば、前立腺肥
大を加温治療するため、尿道に挿入する部分のみが細径
のマイクロ波プローブを必要とし、尿道近傍までは太い
同軸ケーブルでマイクロ波を伝送したいような場合に用
いるものである。

つまり、アンテナ部42が伝送ケーブルとアンテナの役
割を兼ねているというものである。

一方、以上説明してきた第１ないし第３の各実施例の
アンテナ部3,10,11,13,17,25,37,42に対して、例えば、
第11図でそれぞれ１例を示すように長さと太さの異なる
伝送ケーブル43,44,45,46を用意しておく。そして、各
種の病変部に適したアンテナ部3,10,11,13,17,25,37,42
および伝送ケーブル43,44,45,46を選択して組み合わせ
てこの温熱治療を行うことも可能である。

第12図ないし第17図は本発明の第４の実施例を示すも
のである。

この実施例のプローブ47は同軸ケーブル48の先端側
に、複数の電極リング49と複数の絶縁リング50を交互に
配置するとともにその最先端に位置して先端キャップ51
を連結して構成されている。

同軸ケーブル48の先端側のアンテナ部52に相当する部
分では、その被覆53,および外部導体54が取り除かれて
いる。そして、この部分における絶縁部材55の外周に電
極リング49と絶縁リング50を交互に配設し、同軸ケーブ
ル48の先端に形成したねじ部56に先端キャップ51をねじ
込で装着することによって、アンテナ部52を構成してい
る。

このように構成されたプローブ47の電極リング49、絶
縁リング50を第13図に示すような電極リング57、絶縁リ
ング58に取り換えると、モノポール型のアンテナとな
る。

また、第14図、第15図に示すように、電極リング49と
絶縁リング50の嵌め方を換えると、マイクロ波による加
温分布を変更することができる。

また、第16図に示すように、ダイポール型アンテナ59
の形状のものも嵌め込むこともできる。

しかして、この実施例においては、アンテナ部52に複
数の電極リング49と絶縁リング50とを設け、このリング
49,50の配列を換えるか、挿入する電極リング49の形状
等を変更することによって、加温分布を換えることがで
きる。

そして、各場合における各マイクロ波の放射分布E,F,
G,H,Iを第12図ないし第16図においてそれぞれ示す。

また、電極リング49を複数連続して用いる場合、各電
極リング49間で、電気的接続が良くなるように、各電極
リング49を第17図に示すような構造としてもよい。

第18図は本発明の第５の実施例を示すものである。こ
の実施例ではアンテナ部61にヘリカルアンテナを用いた
ものである。つまり、アンテナ部61の外部導体62がコイ
ル状に形成されている。なお、このアンテナ部61には銅
リング63を設け、その電界の補正を行うようになってい
る。64は同軸ケーブルである。

このヘリカル型アンテナ部61にあっては、その先端軸
方向へのマイクロ波の放射分布がよい。

ところで、以上説明してきた各実施例ではマイクロ波
の放射分布を変える放射用アンテナとして説明してきた
が、このアンテナ部はそのままマイクロ波の受信用とし
て用いることができる つまり、体腔内へこれらのマイクロ波プローブを挿入
して、体腔内深部の温度分布を測定することができる。

つまり、ヘリカルアンテナではプローブ先端側の温度
分布を、ダイポール型やモノポール型のアンテナでは、
プローブ先端のやや広範囲の温度分布を、外部導体がリ
ング状に分割されたアンテナ（スロットアンテナ）では
アンテナ部の側方の温度分布を測定するのに適したアン
テナとなる。

したがって、これらのアンテナ部を交換して使用する
ことにより、それぞれの部位に適した温度分布の測定を
行うことができる。

第19図ないし第20図は本発明の第６の実施例を示すも
のである。この実施例は、指向性に優れた一種のマイク
ロストリップアンテナを用いた場合である。

すなわち、アンテナ部65は第20図に示すように外部導
体66の一部と中心導体67とによって一種のマイクロスト
リップアンテナが形成されている。68は同軸ケーブルで
ある。

このアンテナ部65によると、図中の上部方向への指向
性が非常に優れており、プローブの側方に指向性を持た
せて加温する場合や、一方向のマイクロ波を受信して温
度分布を得るのに適する。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明による医療用マイクロ波プ
ローブは、同軸ケーブルの先端に形成されたマイクロ波
用のアンテナ部を有し、上記アンテナ部を通じてマイク
ロ波の放射、あるいは受信を行う医療用マイクロ波プロ
ーブにおいて、上記アンテナ部は同軸ケーブルに対して
着脱自在に形成され少なくも外部導体を有するととも
に、このアンテナ部は上記同軸ケーブルに対して着脱自
在に固定するようにして、上記同軸ケーブルに特性の異
なるアンテナ部を交換可能に構成したものである。

したがって、各病変部の加温等の治療や温度測定等の
ためのマイクロ波の放射や受信に適したプローブを何本
も用意しておく必要がなく、各病変部の治療に適した特
性を有する医療用マイクロ波プローブを構成して使用す
ることができる。また、そのマイクロ波プローブの扱い
が簡単で経済的なものとなる医療用マイクロ波プローブ
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はマイクロ波プローブの側断面図、第２図ないし第
４図は他のアンテナ部を示す側断面図である。第５図な
いし第６図は本発明の第２の実施例を示し、それぞれ異
なるアンテナ部を取り付けたマイクロ波プローブの側断
面図である。第７図ないし第９図は本発明の第３の実施
例を示し、第７図および第８図は同軸ケーブルの側断面
図、第９図はそのアンテナ部付近の側断面図である。第
10図は本発明の第３の実施例の応用例のマイクロ波プロ
ーブの側断面図である。第11図は各種の同軸ケーブルを
示す側面図である。第12図ないし第17図は本発明の第４
の実施例を示し、第12図ないし第16図はそれぞれ異なる
アンテナ部を取り付けたマイクロ波プローブの側断面
図、第17図はアンテナ部の側断面図である。第18図は本
発明の第５の実施例を示すマイクロ波プローブの側断面
図である。第19図ないし第20図は本発明の第６の実施例
を示し、第19図はそのマイクロ波プローブの側断面図、
第20図は第19図中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。 １……医療用マイクロ波プローブ、２……同軸ケーブ
ル、３……アンテナ部、10……アンテナ部、11……アン
テナ部、13……アンテナ部、15……マイクロ波プロー
ブ、16……同軸ケーブル、28……中心導体、29……同軸
ケーブル、34……マイクロ波プローブ、37……アンテナ
部、42……アンテナ部、47……プローブ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同軸ケーブルの先端に形成されたマイクロ
   波用アンテナ部を有し、上記アンテナ部を通じてマイク
   ロ波の放射、あるいは受信を行う医療用マイクロ波プロ
   ーブにおいて、 上記同軸ケーブルに対して着脱自在に形成され少なくと
   も外部導体を有するアンテナ部と、このアンテナ部を前
   記同軸ケーブルに対して着脱自在に固定する固定手段と
   を具備し、上記同軸ケーブルに特性の異なるアンテナ部
   を交換可能に構成したことを特徴とする医療用マイクロ
   波プローブ。