JPH03111062A - 医療用マイクロ波プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 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
許節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用の
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４，７００，７１
６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５
ａ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
は異なるマイクロ波の放射分布性が異なるが、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Ａ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はモノボール型ア
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を応用して、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
バ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２１ｇを形成するようになっている。つまり、同
軸ケーブル１６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の接合部からの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１
１やモノボール型アンテナ部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１７．２５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図ないし第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図は大径の同軸ケーブル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３
５　（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
を大径の同軸ケーブル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の実施例の追う用例で、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゜２５．３７．４
２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５２１；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をねじ込ん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、モノボール型のアン
テナとなる。

また、第１４図、第１５図に示すように、電極リング４
９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５
９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６
１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
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と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す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、１
１・・・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)

1. 【特許請求の範囲】 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。