JPH07250908A - マイクロ波による組織加熱用アンテナおよびこれらのアンテナを含むゾンデ - Google Patents

マイクロ波による組織加熱用アンテナおよびこれらのアンテナを含むゾンデ

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JPH07250908A
JPH07250908A JP27578394A JP27578394A JPH07250908A JP H07250908 A JPH07250908 A JP H07250908A JP 27578394 A JP27578394 A JP 27578394A JP 27578394 A JP27578394 A JP 27578394A JP H07250908 A JPH07250908 A JP H07250908A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波による組織加熱用アンテナおよび
これらのアンテナを一つまたは複数含むゾンデを提供す
る。 【構成】 自然の、あるいは生体のうち特に人体を治療
する必要から人工的に形成された腔または管に挿入する
ためのマイクロ波による組織加熱用アンテナで、給電線
（４）の自由端に配置されかつ各々が導電性材料の帯で
形成された少なくとも一つの放射遅延線（３、３’）か
ら主に構成され、放射遅延線はまた、組織の加熱と交互
に、放射測定による温度決定のために２ＧＨｚ〜４ＧＨ
ｚの周波数帯で加熱組織の熱雑音信号を受信が可能であ
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高熱または温熱療法技
術の領域に関する。より詳しくは動物または人間の生体
の特に断面が小さい腔または管に挿入するためのアンテ
ナ、アプリケータ、ゾンデに関し、また、マイクロ波に
よる組織加熱用のアンテナおよび一つまたは複数のこれ
らのアンテナを含むゾンデを目的とする。
【０００２】生体組織をマイクロ波によって加熱するた
めのアプリケータまたはゾンデ、特に前立腺疾患、中で
も良性の前立腺肥大治療用の尿道アプリケータには現
在、さまざまな型がある。
【０００３】これらのアプリケータの大部分は、同軸ケ
ーブルの先端の被覆をはがして中央線状導体を露出した
線状アンテナを含む。この型のアプリケータはフランス
特許第７７１０７５６号に記載されている。
【０００４】
【従来の技術】しかしながら、これらの線状アンテナを
有するアプリケータは周囲の環境を不均等に加熱し、過
熱点とも呼ばれる非常に狭い容積または区域に発せられ
た出力を広範囲の部分に集中することになる。従って高
熱または温熱療法による治療中すぐに、患者はアプリケ
ータの過熱点を痛みとして感じる。このため該過熱点に
隣接する区域での温度の上昇は制限される。
【０００５】その結果、特に治療する組織の形が細長
く、組織がアプリケータをそれほど深くなく挿入した腔
または管の周囲に配置されている場合、照射が不十分と
なって治療する組織区域の全体に所望の治療効果を上げ
られない。
【０００６】さらに、このようなアプリケータの出力は
放射アンテナを囲む容積に関して極めて不規則なため、
出力を後方に延ばして放射ローブを非対称にすると、治
療する必要のない健康な組織にまで有害な加熱を行うこ
とになる。
【０００７】他方、放射部品として一つまたは複数のソ
レノイドを集めて、直列または別々に供給される一つま
たは複数の電流閉ループを構成し、高周波の磁場を発す
るアプリケータが知られている。このようなアプリケー
タは特にヨーロッパ特許第０４６２３０２号に記載され
ている。
【０００８】しかし、こうしたアプリケータによって得
られる配分および出力もまた均等、対称ではなく、組織
の画定された容積を効果的かつ均等に加熱することはで
きない。これは、特に該アプリケータを収容する腔また
は管の周囲に位置する任意の形の容積についていえる。
さらに、複数のコイルを用いるために給電装置は複雑に
なり、該アプリケータの構造は入り組んだかさばるもの
になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はしたが
って、アンテナまたはゾンデが挿入された腔または管の
内部または周囲に位置する所定の容積を、たとえ該容積
に隣接する部分であっても該容積以外に配置された組織
を不必要に加熱することなく、効果的かつ均等に加熱で
きる単純構造の小型アンテナと、このようなアンテナを
含むゾンデを設計することにある。
【００１０】従って、このアンテナおよびゾンデの放射
出力とエネルギーは該アンテナまたは該ゾンデの周囲に
延び所定の形を有する当該の容積に対してできる限り均
等でなければならず、しかも該容積の境界で該出力およ
びエネルギーが迅速に低減するように放射ローブを発生
して、該容積の近傍および該容積外に位置する組織や器
官を不必要に照射しないようにしなければならない。
【００１１】さらに、該アンテナおよび該ゾンデは、受
信機能を加熱用の放射機能と交互に行って加熱容積の温
度をマイクロ波放射測定によって決定するために、高周
波熱雑音ピックアップとしても用いることができなけれ
ばならない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】従って本発明の目的は、
自然の、あるいは生体のうち特に人体を治療する必要か
ら人工的に形成された腔または管に挿入するためのマイ
クロ波による組織加熱用アンテナを提供することであ
る。アンテナは、給電線の自由端に配置されかつ各々が
導電性材料の帯で形成された少なくとも一つの放射遅延
線から主に構成され、放射遅延線はまた、放射測定によ
る温度決定のために２ＧＨｚ〜４ＧＨｚの周波数帯で加
熱組織の熱雑音信号を組織の加熱と交互に受信可能であ
ることを特徴とする。
【００１３】本発明の目的はまた、少なくとも一つの前
述のアンテナを含むことを特徴とするマイクロ波による
組織加熱用ゾンデおよびマイクロ波放射測定による温度
測定にある。
【００１４】本発明は、限定的ではなく例として挙げら
れ、添付図面に関して説明された好適な実施例について
の以下の記載によってよりよく理解されるだろう。
【００１５】
【実施例】図１が示すように本発明によればアンテナ１
は、給電線４の自由端に配置されかつ各々が導電性材料
の帯で形成された少なくとも一つの放射遅延線３、３’
から主に構成され、放射遅延線はまた、組織の加熱と交
互に、放射測定による温度決定のために２ＧＨｚ〜４Ｇ
Ｈｚの周波数帯で加熱組織の熱雑音信号を受信が可能で
ある。
【００１６】該給電線４は、放射部分２と反対側の端で
適切なコネクタによってマイクロ波発生装置に接続され
る。コネクタの形は任意であってよいが（二本線、同
軸、その他）、該アンテナ１およびこれを含むゾンデを
所定の腔または管に挿入し設置できるように、柔軟であ
ると同時に十分に長く堅くなければならない。
【００１７】このような放射遅延線３、３’によって形
成された場は、電気的性質を有し、電流ループを形成す
るコイルのような磁場ではない。
【００１８】本発明の第一の特徴によれば、少なくとも
存在する放射遅延線３、３’を構成する導体部は、中心
電気支持体５、５’に螺旋状に巻かれ、一方の先端６、
７によって給電され、他端６’、７’は接続されていな
い。
【００１９】アンテナ１が放射遅延線３を一本しか含ん
でいない場合、カウンタウェイトは給電線４の本体、特
に給電線の用いられていない第二導体によって構成する
ことができる。
【００２０】しかしながら、図１が示すように本発明の
好適な実施例によれば、アンテナ１が含む二本の放射遅
延線３、３’は、螺旋構造を有する別々の二個の導体部
を誘電性材料でできた巻線支持体５、５’に備えたもの
であり、その縦方向の対称軸８は合致している。
【００２１】また図１が示すように、二個の螺旋状導体
部は隣接する先端６、７で給電線４の二個の導体９、
９’に好適には隣接して接続され、互いに相対する端
６’、７’は接続されない。かくして中心で給電される
放射双極子を構成する。
【００２２】本発明によるアンテナ１の放射および受信
特性は、二本の放射遅延線３、３’の構造的なパラメー
タを調整することによりたとえば放射ローブの形と大き
さを決定する。
【００２３】このようにして相互補償効果を得、また特
に放射ローブを対称にするために、二個の螺旋状導体部
３、３’はそれぞれの隣接端６、７から反対方向に巻か
れ、場合によっては長さと構造を同じにすることにより
二本の遅延線間および各遅延線の基本放射セグメント間
の場と位相を合成する。
【００２４】同様に図１に示された本発明の特徴によれ
ば、各螺旋状導体部３、３’は導電材料の帯で構成する
ことができる。この帯の幅、巻線のピッチ、巻線の直径
および形成される螺旋の数は、所望の特性、特に放射ダ
イアグラムの形およびアンテナ１の所望の周波数への適
合によって決定される。これらのパラメータのうち巻線
の直径、帯の幅または巻線ピッチ等の一定のパラメータ
は、同一の遅延線３または３’では縦方向に変わる。
【００２５】治療組織を構成する周囲の散逸環境を考慮
し、また９１５ＭＨｚまたは４３４ＭＨｚのマイクロ波
発生器の最大加熱性能を得るために、幅、巻線ピッチ、
巻線の直径および形成される螺旋の数は特に所望の放射
ダイアグラム特性に応じて決定される（図３）。
【００２６】本発明の好適な実施例によれば、給電線４
は同軸構造の送電線からなる（図１）。
【００２７】図１が示すように一つまたは複数の螺旋状
導体部３、３’は、放射時の周波数が９１５ＭＨｚまた
は４３４ＭＨｚ、受信時には高周波測定で２〜４ＧＨｚ
の周波数帯で一つまたは複数の遅延線が最適適応するよ
うに決定される。
【００２８】中空の管状心棒５は、同軸ケーブルがある
場合は同軸送電線４の線状の中心導体９の露出先端部１
０に一部はめ込まれ、半径方向開口部１１を含む。この
開口部１１は、該線状の中心導体９の露出部１０に第一
または一本だけの放射遅延線を形成する螺旋状導体部３
の末端６の通過及び接続用である。
【００２９】二本の放射遅延線がある場合、第二放射遅
延線を形成する螺旋状導体部３’は同軸の送電線４の外
装５’に巻かれ、かつ外側管状導体９’の露出された先
端部１０’に接続されている。
【００３０】組織または周囲の液体に関してアンテナ１
を遮断するために、一つまたは複数の放射遅延線３、
３’は、熱収縮性の誘電性材料たとえば登録商標ＴＥＦ
ＬＯＮで知られるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）等の材料でできた外装１２で被覆されている。
【００３１】該熱収縮性の外装１２は一つまたは複数の
遅延線３、３’を有する給電線４の自由端全体を密封す
るように被覆し、加熱後の収縮によって外装１２がつけ
られる蓋型部品１３が該給電線４の該自由端前方にある
該外装１２を塞ぐ。
【００３２】図２のダイアグラムは、図１のアンテナ１
を特にアンテナ１または尿道ゾンデ（導体部３、３’の
幅：２ｍｍ、ピッチ：２．５ｍｍ、巻き線直径：２．５
ｍｍ、導体部３、３’の構造：２７ｍｍで６個の螺旋）
による前立腺治療に独自に適応して得られたエネルギー
の配置を等温層（濃：高温、薄：低温、図の説明参照）
で示す。
【００３３】この図から容易にわかるように、放射遅延
線３、３’は、放射部分２の縦軸８が対称軸となる明確
に区切られた継手部の対称な容積において該アンテナ１
の所定の長さを持つセグメント周囲に給電線４から供給
されたエネルギーをほぼ均等かつ対称に配分する。
【００３４】さらに、該容積の境界で該アンテナから出
されるエネルギー量が著しく低減し、従って該容積の外
では照射が非常に弱くなることもまた該ダイアグラムか
らはっきりとわかる。
【００３５】また前述のアンテナの構造では放射および
受信放射ダイアグラムが重なり、その結果これらは合致
しているかまたは少なくとも同心である。たとえば図２
は２ＧＨｚ（Ａ）、３ＧＨｚ（Ｂ）、および４ＧＨｚ
（Ｃ）での放射測定受信で３ｄＢ（５０％）の放射曲線
を示す。
【００３６】この図を考察すると、放射および受信で放
射ダイアグラムがほぼ重なっていることから、放射測定
法で温度を測定した容積はほぼ放射で加熱された容積に
相当することが認められる。
【００３７】放射ダイアグラムを治療組織または器官の
配置、形、構成に合わせるために、螺旋の数、導体部
３、３’の幅または断面、心棒５の直径、巻線のピッチ
および誘電性材料（心棒５、外装１２）の厚みを所定の
値に決めることができる。あるいはこの同じアンテナ１
のパラメータを徐々に変えることも可能である。
【００３８】さらに、二個の螺旋状導体部の対称構造ま
たは二個の螺旋導体３、３’の一方の所定セグメントの
巻き方向を逆にすることによって放射ダイアグラムに影
響を与えることができる。
【００３９】該アンテナ１は、場合によっては互いに位
相をずらした信号によって別々に給電される複数（二本
以上）の放射遅延線を含んでもよい。該位相のずれは、
複合場を合成するために管理された変化に従うことも可
能である。
【００４０】本発明の目的はまた、前述のアンテナ１を
少なくとも一つ含むマイクロ波による組織加熱用のゾン
デおよびマイクロ波放射測定による温度測定にある。
【００４１】添付図面には示されていないが本発明の第
一変形例によれば、ゾンデは、恒温化流束、特に液体が
通る管またはカテーテルに配置される一つのアンテナで
場合によっては構成することができる。
【００４２】図４に示された本発明による第二変形例に
よれば、ゾンデはアンテナ１の同時操作および正確な原
位置への位置決定を可能にする支持構造１４、１５、１
５’で組み立てられた少なくとも二個のアンテナ１を含
む。
【００４３】支持構造は主に、複数のアンテナ１の少な
くとも複数の放射部分２が周囲に配置された管状の本体
１４および、該管状本体１４の周囲にアンテナ１を保持
し連動させる手段１５、１５’からなる。
【００４４】本発明による好適な実施例によれば、たと
えば膣または直腸ゾンデは、金属反射装置中心部１４’
を有し、少なくとも放射部分２の先端６’、７’に関し
てアンテナ１を保持する二個の連動リング１５、１５’
を備える絶縁材料でできた中空の金属管部１４と、該金
属管部１４に接続された搬送管１６と、末端にはないリ
ング１５’を貫通し、アンテナ１の放射部分２の周囲に
恒温化液体を循環させて該リング１５、１５’の間の恒
温化液体の流体継手を構成する少なくとも一つの排出管
１７とを含む。
【００４５】中空の金属反射装置１４’の断面は、アン
テナ１による放射エネルギーを治療環境に反射するため
に円筒状でも正方形でも三角形でもよい。
【００４６】さらに、恒温化流体を集めるために外側の
ケーシングでゾンデ全体を被覆することができる。
【００４７】前述のゾンデは通常、泌尿器科学、婦人科
学、癌種学で適用される空腔内ゾンデを構成し、その一
部をなすアンテナ１は管１４部分の周囲に規則的または
不規則に配置することができ、かつ特に所望の形の放射
ローブに応じて相互に同位相または位相をずらした信号
によって給電される。
【００４８】これらのアンテナ１は、 １）場を均等に配分する場合は同位相で ２）エネルギーを所定の方向に集中する場合は一定の位
相のずれを伴って ３）場の成分を走査する場合には時間における可変の位
相のずれを伴って 給電することができる。
【００４９】勿論、本発明は記載し添付図面に示された
実施例に限定されるものではない。さまざまな要素を構
成する観点から、あるいは同等技術の代替によって本発
明の保護範囲を出ることなく補正することが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアンテナの一部断面側面立面図で
ある。
【図２】尿道から前立腺治療を行う場合に図１のアンテ
ナによって得られたエネルギーを示す放射ダイアグラム
の一部であり、このアンテナで放射測定受信した３ｄＢ
異なる曲線が重なったものである。
【図３】図１のアンテナの適合曲線を周波数ｃｔの関数
として示す。
【図４】本発明による複数のアンテナを含む本発明によ
るゾンデの概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビクトール・ランジエザン フランス国、67160・リドセルト、リユ・ ドウ・ラ・レトウリ・33

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自然の、あるいは生体のうち特に人体を
    治療する必要から人工的に形成された腔または管に挿入
    するためのマイクロ波による組織加熱用アンテナにおい
    て、給電線（４）の自由端に配置されかつ各々が導電性
    材料の帯で形成された少なくとも一つの放射遅延線
    （３、３’）から主に構成され、前記放射遅延線はま
    た、組織の加熱と交互に、放射測定による温度決定のた
    めに２ＧＨｚ〜４ＧＨｚの周波数帯で加熱組織の熱雑音
    信号を受信が可能であることを特徴とするアンテナ。
  2. 【請求項２】 少なくとも存在する放射遅延線（３、
    ３’）を構成する導体部は、中心電気支持体（５、
    ５’）に螺旋状に巻かれ、その一端（６、７）によって
    給電され、他端（６’、７’）は接続されていないこと
    を特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
  3. 【請求項３】 二本の放射遅延線（３、３’）を含むこ
    とを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のア
    ンテナ。
  4. 【請求項４】 二本の放射遅延線（３、３’）は、螺旋
    構造を有する別々の二個の導体部を誘電性材料でできた
    巻線支持体（５、５’）に備え、その縦方向対称軸
    （８）は合致していることを特徴とする請求項３に記載
    のアンテナ。
  5. 【請求項５】 二個の螺旋状導体部（３、３’）は、隣
    接する先端（６、７）で給電線（４）の二個の導体
    （９、９’）に隣接して接続され、互いに相対する端
    （６’、７’）は接続されず、かくして中心で給電され
    る放射双極子を構成することを特徴とする請求項４に記
    載のアンテナ。
  6. 【請求項６】 二個の螺旋状導体部（３、３’）はそれ
    ぞれの隣接端（６、７）から反対方向に巻かれ、場合に
    よっては同じ長さと構造を有することを特徴とする請求
    項３から５のいずれか一項に記載のアンテナ。
  7. 【請求項７】 各螺旋状導体部（３、３’）は導電材料
    の帯で構成され、この帯の幅、巻線のピッチ、巻線の直
    径および形成される螺旋の数は、所望の特性、特に放射
    ダイアグラムの形およびアンテナ１の所望の周波数への
    適合によって決定されることを特徴とする請求項２から
    ６のいずれか一項に記載のアンテナ。
  8. 【請求項８】 一つまたは複数の螺旋状導体部（３、
    ３’）は、放射時の周波数が９１５ＭＨｚまたは４３４
    ＭＨｚ、受信時には２〜４ＧＨｚの周波数帯で一つまた
    は複数の遅延線が最適適応するように決定されることを
    特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載のアン
    テナ。
  9. 【請求項９】 放射および受信で放射ダイアグラムが合
    致しまたは少なくとも同心であることを特徴とする請求
    項３から８のいずれか一項に記載のアンテナ。
  10. 【請求項１０】 給電線（４）は同軸構造の送電線から
    構成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか
    一項に記載のアンテナ。
  11. 【請求項１１】 第一または一本だけの放射遅延線を形
    成する導体部（３）は、好適には中空で場合によっては
    断面が可変の誘電性材料でできた心棒（５）に巻かれる
    ことを特徴とする請求項２から１０のいずれか一項に記
    載のアンテナ。
  12. 【請求項１２】 中空の管状心棒（５）は同軸送電線
    （４）の線状中心導体（９）の露出先端部（１０）に一
    部はめ込まれ、また半径開口部（１１）を含み、これは
    該線状中心導体（９）の該露出部（１０）に第一または
    一本だけの放射遅延線を形成する螺旋状導体部（３）の
    先端（６）を通過し接続するためにあることを特徴とす
    る請求項１０または１１のいずれかに記載のアンテナ。
  13. 【請求項１３】 第二放射遅延線を形成する螺旋状導体
    部（３’）は同軸の送電線（４）の外装（５’）に巻か
    れ、また外装の外側管状導体部の露出先端部（１０’）
    に接続されていることを特徴とする請求項１０から１２
    のいずれか一項に記載のアンテナ。
  14. 【請求項１４】 一つまたは複数の放射遅延線（３、
    ３’）は熱収縮性の誘電性材料でできた外装（１２）で
    被覆されていることを特徴とする請求項１から１３のい
    ずれか一項に記載のアンテナ。
  15. 【請求項１５】 該熱収縮性の外装（１２）は一つまた
    は複数の遅延線（３、３’）を有する給電線（４）の自
    由端全体を密封するように被覆し、加熱後の収縮によっ
    て外装（１２）がつけられる蓋型部品（１３）が該給電
    線（４）の該自由端前方にある該外装（１２）を塞ぐこ
    とを特徴とする請求項１４に記載のアンテナ。
  16. 【請求項１６】 互いに位相をずらした信号によって別
    々に給電される複数の放射遅延線（３、３’）を含み、
    該位相のずれは場合によっては管理された変化に従うこ
    とができることを特徴とする請求項１から１５のいずれ
    か一項に記載のアンテナ。
  17. 【請求項１７】 マイクロ波による組織加熱用およびマ
    イクロ波放射測定による温度測定用ゾンデにおいて、請
    求項１から１６のいずれか一項に記載の少なくとも一つ
    のアンテナ（１）を含むことを特徴とするゾンデ。
  18. 【請求項１８】 ゾンデは主に、恒温化流体束特に液体
    が通過する管またはカテーテルに配置された一つだけの
    アンテナによって構成され、少なくとも該アンテナの放
    射部分（２）を直接囲む恒温化液体の連続継手を形成す
    ることを特徴とする請求項１７に記載のゾンデ。
  19. 【請求項１９】 少なくとも二つのアンテナ（１）が該
    アンテナ（１）の同時操作および正確な原位置での位置
    決定が可能な支持構造（１４、１５、１５’）に備えら
    れていることを特徴とする請求項１７に記載のゾンデ。
  20. 【請求項２０】 支持構造は複数のアンテナ（１）の少
    なくとも複数の放射部分が配置された管状本体（１４）
    と、該管状本体（１４）の周囲にあるアンテナ（１）の
    保持連動手段（１５、１５’）とから主に構成されるこ
    とを特徴とする請求項１９に記載のゾンデ。
  21. 【請求項２１】 金属反射装置中心部（１４’）を有
    し、少なくとも放射部分（２）の先端（６’、７’）に
    関してアンテナ（１）を保持する二個の連動リング（１
    ５、１５’）を備える絶縁材料でできた中空の金属管部
    （１４）と、該金属管部（１４）に接続される搬送管
    （１６）と、末端にはないリング（１５’）を貫通し、
    アンテナ（１）の放射部分（２）の周囲に恒温化液体を
    循環させて該放射部分（２）を直接囲む該リング（１
    ５、１５’）の間に恒温化液体の流体継手を構成する排
    出管（１７）とを含むことを特徴とする請求項２０に記
    載のゾンデ。
  22. 【請求項２２】 泌尿器科学、婦人科学、癌種学で適用
    される空腔内ゾンデを構成し、相互に同位相または位相
    をずらした信号によって給電されるアンテナ（１）を含
    むことを特徴とする請求項１７から２１のいずれか一項
    に記載のゾンデ。
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