JP7319719B2 - マイクロ波アブレーションおよびアブレーション中の温度を測定するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本願は、2018年5月31日に出願された米国仮特許出願第62/678,935号の優先権の利益を主張し、その内容全体が、参照により本明細書に援用される。
本願は、概して、標的組織のマイクロ波アブレーションおよびアブレーション中の標的組織の温度を測定するためのシステムおよび方法に関する。
組織アブレーションが、種々の臨床的障害を処置するために使用され得、凍結アブレーション、マイクロ波アブレーション、高周波(RF)アブレーション、および超音波アブレーションを含むいくつかのアブレーション技法が、開発されている。多数の処置スキームが、動脈の内壁に接触するカテーテルによって印加されるRF電力を使用して、神経に影響を及ぼす。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
標的組織をアブレートするためのマイクロ波アブレーションシステムであって、前記システムは、
近位領域と、遠位領域と、その間に延在する少なくとも1つの管腔とを有するカテーテルと、
前記カテーテルの遠位領域に配置される切替アンテナであって、前記切替アンテナは、
マイクロ波エネルギーを放出するように構成される第1のマイクロ波放射要素および第2のマイクロ波放射要素を備えるメインアンテナであって、前記メインアンテナは、放射計温度を測定し、前記測定された放射計温度を示す信号を発生させるようにさらに構成される、メインアンテナと、
前記第1のマイクロ波放射要素と前記第2のマイクロ波放射要素との間の接合部に配置される基準終端であって、前記基準終端は、基準温度を測定し、前記測定された基準温度を示す信号を発生させるように構成される、基準終端と、
前記メインアンテナおよび前記基準終端に電気的に結合されるスイッチであって、前記スイッチは、前記メインアンテナからの前記測定された放射計温度を示す信号と、前記基準終端からの前記測定された基準温度を示す信号との間で選択するように構成される、スイッチと
を備える、切替アンテナと、
前記カテーテルの近位領域に結合される発電機であって、前記発電機は、ケーブルを介して前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素に電力を提供するように構成され、前記ケーブルは、前記カテーテルの前記少なくとも1つの管腔を通して延在し、前記スイッチおよび前記基準終端の近位にある場所における前記メインアンテナに結合される、発電機と、
前記測定された放射計温度を示す前記選択された信号と、前記スイッチからの前記測定された基準温度を示す前記選択された信号とを受信するように構成されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記測定された放射計温度を示す信号と前記測定された基準温度を示す信号とに基づいて、標的組織温度を計算するようにさらに構成される、プロセッサと
を備える、システム。
(項目2)
前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素は、前記標的組織に1~5GHzの範囲内のマイクロ波エネルギーを放出するように構成される、項目1に記載のシステム。
(項目3)
前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素は、基本的な双極子を備える、項目1に記載のシステム。
(項目4)
前記基本的な双極子は、円筒形の構成を備える、項目3に記載のシステム。
(項目5)
前記基本的な双極子は、渦巻状の巻線構成を備える、項目3に記載のシステム。
(項目6)
前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素は、1つまたは複数のバラン変換器を備え、前記1つまたは複数のバラン変換器は、シングルエンド伝送ラインシステムを平衡システムに変換するように構成される、項目1に記載のシステム。
(項目7)
前記1つまたは複数のバラン変換器のうちの第2のバラン変換器は、前記1つまたは複数のバラン変換器のうちの第1のバラン変換器に隣接して位置付けられる、項目6に記載のシステム。
(項目8)
前記スイッチは、第2の切替ダイオードと直列に接続される第1の切替ダイオードを備える、項目7に記載のシステム。
(項目9)
前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードが閉鎖されると、シングルエンド入力が、前記第1マイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素に接続する平衡出力に変換され、前記第2のバラン変換器が、短絡され、それによって、前記平衡出力における開回路に変換する、項目8に記載のシステム。
(項目10)
前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードが開放しているとき、シングルエンド入力は、平衡出力に変換されず、それによって、前記基準終端へのストレートスルー伝送ライン経路を形成する、項目8に記載のシステム。
(項目11)
前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードは、前記ケーブルを介して前記第1および第2の切替ダイオードと電気連通するバイアス源を介して作動される、項目10に記載のシステム。
(項目12)
前記基準終端は、バイアス電流が前記基準終端のレジスタの中で消散することを防止するように構成されるバイアス遮断コンデンサを備える、項目11に記載のシステム。
(項目13)
前記基準終端の前記レジスタは、前記基準終端の加熱が最小限にされるように、前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素に対してある距離を置いて位置し、前記ストレートスルー伝送ライン経路は、前記基準終端の前記レジスタの値と同一の特性インピーダンスを含む、項目12に記載のシステム。
(項目14)
前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードは、マイクロ波PINダイオードを含む、項目8に記載のシステム。
(項目15)
前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードは、パッケージ化されておらず、カプセル化されており、それによって、前記切替アンテナが撓曲するときの損傷を防止する、項目8に記載のシステム。
(項目16)
前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードは、順電流に応答して開放し、負の電圧に応答して閉鎖するように構成される、項目8に記載のシステム。
(項目17)
前記1つまたは複数のバラン変換器は、各々、薄い可撓性の誘電体基板を備え、前記薄い可撓性の誘電体基板は、上面および底面と、前記底面上に印刷される2つの導体と、前記上面上に印刷される単一の導体とを有する、項目6に記載のシステム。
(項目18)
前記薄い可撓性の誘電体基板は、高々0.025インチの厚さを有する、項目17に記載のシステム。
(項目19)
前記薄い可撓性の誘電体基板は、約少なくとも10の誘電率を有する、項目17に記載のシステム。
(項目20)
前記メインアンテナは、前記基板の少なくとも一方の平面内で可撓性を有するように構成される、項目17に記載のシステム。
(項目21)
前記薄い可撓性の誘電体基板の上方および下方の領域と前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素との間に配置される発泡誘電体をさらに備える、項目17に記載のシステム。
(項目22)
前記切替アンテナおよび前記発電機は、同一の周波数において動作する、項目1に記載のシステム。
(項目23)
前記第1のマイクロ波放射要素と前記第2のマイクロ波放射要素との間の前記接合部における堅性の区分をさらに備え、前記接合部は、5mm以下の長さを有し、前記スイッチおよび前記基準終端は、前記堅性の区分上に配置される、項目1に記載のシステム。
(項目24)
前記ケーブルの外側導体と、前記基準終端のレジスタに隣接して終端する細い異種ワイヤとによって形成される熱電対回路をさらに備える、項目1に記載のシステム。
(項目25)
前記第1のマイクロ波放射要素は、前記ケーブルに結合され、マイクロ波チョークを形成し、前記マイクロ波チョークは、前記メインアンテナと前記ケーブルとの間に開回路チョークを提供する、項目1に記載のシステム。
Claims (25)
- 標的組織をアブレートするためのマイクロ波アブレーションシステムであって、前記システムは、
近位領域と、遠位領域と、その間に延在する少なくとも1つの管腔とを有するカテーテルと、
前記カテーテルの遠位領域に配置される切替アンテナであって、前記切替アンテナは、
マイクロ波エネルギーを放出するように構成される第1のマイクロ波放射要素および第2のマイクロ波放射要素を備えるメインアンテナであって、前記メインアンテナは、放射計温度を測定し、前記測定された放射計温度を示す信号を発生させるようにさらに構成される、メインアンテナと、
前記第1のマイクロ波放射要素と前記第2のマイクロ波放射要素との間の接合部に配置される基準終端であって、前記基準終端は、基準温度を測定し、前記測定された基準温度を示す信号を発生させるように構成される、基準終端と、
前記メインアンテナおよび前記基準終端に電気的に結合されるスイッチであって、前記スイッチは、前記メインアンテナからの前記測定された放射計温度を示す信号と、前記基準終端からの前記測定された基準温度を示す信号との間で選択するように構成される、スイッチと
を備える、切替アンテナと、
前記カテーテルの近位領域に結合される発電機であって、前記発電機は、ケーブルを介して前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素に電力を提供するように構成され、前記ケーブルは、前記カテーテルの前記少なくとも1つの管腔を通して延在し、前記スイッチおよび前記基準終端の近位にある場所における前記メインアンテナに結合される、発電機と、
前記測定された放射計温度を示す前記選択された信号と、前記スイッチからの前記測定された基準温度を示す前記選択された信号とを受信するように構成されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記測定された放射計温度を示す信号と前記測定された基準温度を示す信号とに基づいて、標的組織温度を計算するようにさらに構成される、プロセッサと
を備える、システム。 - 前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素は、前記標的組織に1~5GHzの範囲内のマイクロ波エネルギーを放出するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素は、基本的な双極子を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記基本的な双極子は、円筒形の構成を備える、請求項3に記載のシステム。
- 前記基本的な双極子は、渦巻状の巻線構成を備える、請求項3に記載のシステム。
- 前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素は、1つまたは複数のバラン変換器を備え、前記1つまたは複数のバラン変換器は、シングルエンド伝送ラインシステムを平衡システムに変換するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数のバラン変換器のうちの第2のバラン変換器は、前記1つまたは複数のバラン変換器のうちの第1のバラン変換器に隣接して位置付けられる、請求項6に記載のシステム。
- 前記スイッチは、第2の切替ダイオードと直列に接続される第1の切替ダイオードを備える、請求項7に記載のシステム。
- 前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードが閉鎖されると、シングルエンド入力が、前記第1マイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素に接続する平衡出力に変換され、前記第2のバラン変換器が、短絡され、それによって、前記平衡出力における開回路に変換する、請求項8に記載のシステム。
- 前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードが開放しているとき、シングルエンド入力は、平衡出力に変換されず、それによって、前記基準終端へのストレートスルー伝送ライン経路を形成する、請求項8に記載のシステム。
- 前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードは、前記ケーブルを介して前記第1および第2の切替ダイオードと電気連通するバイアス源を介して作動される、請求項10に記載のシステム。
- 前記基準終端は、バイアス電流が前記基準終端のレジスタの中で消散することを防止するように構成されるバイアス遮断コンデンサを備える、請求項11に記載のシステム。
- 前記基準終端の前記レジスタは、前記基準終端の加熱が最小限にされるように、前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素に対してある距離を置いて位置し、前記ストレートスルー伝送ライン経路は、前記基準終端の前記レジスタの値と同一の特性インピーダンスを含む、請求項12に記載のシステム。
- 前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードは、マイクロ波PINダイオードを含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードは、パッケージ化されておらず、カプセル化されており、それによって、前記切替アンテナが撓曲するときの損傷を防止する、請求項8に記載のシステム。
- 前記第1の切替ダイオードおよび前記第2の切替ダイオードは、順電流に応答して開放し、負の電圧に応答して閉鎖するように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数のバラン変換器は、各々、薄い可撓性の誘電体基板を備え、前記薄い可撓性の誘電体基板は、上面および底面と、前記底面上に印刷される2つの導体と、前記上面上に印刷される単一の導体とを有する、請求項6に記載のシステム。
- 前記薄い可撓性の誘電体基板は、高々0.025インチの厚さを有する、請求項17に記載のシステム。
- 前記薄い可撓性の誘電体基板は、少なくとも10の誘電率を有する、請求項17に記載のシステム。
- 前記メインアンテナは、前記薄い可撓性の誘電体基板の少なくとも一方の平面内で可撓性を有するように構成される、請求項17に記載のシステム。
- 前記薄い可撓性の誘電体基板の上方および下方の領域と前記第1のマイクロ波放射要素および前記第2のマイクロ波放射要素との間に配置される発泡誘電体をさらに備える、請求項17に記載のシステム。
- 前記切替アンテナおよび前記発電機は、同一の周波数において動作する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のマイクロ波放射要素と前記第2のマイクロ波放射要素との間の前記接合部における堅性の区分をさらに備え、前記接合部は、5mm以下の長さを有し、前記スイッチおよび前記基準終端は、前記堅性の区分上に配置される、請求項1に記載のシステム。
- 前記ケーブルの外側導体と、前記基準終端のレジスタに隣接して終端する細い異種ワイヤとによって形成される熱電対回路をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のマイクロ波放射要素は、前記ケーブルに結合され、マイクロ波チョークを形成し、前記マイクロ波チョークは、前記メインアンテナと前記ケーブルとの間に開回路チョークを提供する、請求項1に記載のシステム。
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