KR102061118B1

KR102061118B1 - 어블레이션 안테나

Info

Publication number: KR102061118B1
Application number: KR1020147010042A
Authority: KR
Inventors: 로버트 에이치. 버그너; 토드 에이치. 턴룬드; 쳇 엠. 크럼프; 켄트 무어
Original assignee: 비에스디 메디컬 코퍼레이션
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2019-12-31
Also published as: RU2014115808A; WO2013043924A2; BR112014006700A2; CN103841914A; US20130072924A1; KR20140088094A; WO2013043924A3; CN103841914B; JP2014531265A; EP2757992A4; EP2757992A2

Abstract

본 발명은 고주파 열치료(radio frequency ablation; RFA) 안테나를 개시한다. 마이크로스트립 어블레이션 안테나는 실질적으로 튜브 형상을 갖는 유전체 부재를 갖는다. 제 1 도체는 상기 유전체 부재 내에 위치하고, 제 2 도체는 상기 유전체 부재의 외부 표면에 위치한다. 상기 제 1 도체는 라디오 주파수 소스 또는 접지에 전기 접속되도록 구성되며, 상기 제 2 도체는 라디오 주파수 소스 또는 접지 중 다른 하나에 전기 접속되도록 구성된다.

Description

어블레이션 안테나{ABLATION ANTENNA}

본 발명은 고주파 열치료(radio frequency ablation; RFA)용 안테나 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.

고주파 열치료(radio frequency ablation; RFA)는 질병 치료를 위하여 고 주파수 교류를 이용하여 생체내(in vivo) 조직을 제거하는 의료 방법이다. RFA는 신체 기관 내 종양을 치료하기 위해 흔히 실행된다. RFA를 하는 동안, 바늘 같은 RFA 탐침이 종양 안으로 놓여진다. 탐침으로부터 방출되는 라디오 주파수 파장이 주변 종양 조직을 가열하여, 목표하는 조직, 예를 들어 암성 종양, 신경 또는 기타 목표 구조를 파괴시킨다. 특히 암세포는 고주파 열치료 방법에 의해 유발되는 상승된 온도에서 파괴 및 사멸될 수 있다. 마이크로파 열치료(microwave ablation (MWA)) 방법과 같은 일부 RFA 방법은 섭씨 300도 이하 또는 이를 초과하는 온도를 이용한다. RFA 안테나 디자인은 최근 발전에도 불구하고, 개선이 요망된다.

본 발명의 일부 측면에서, 고주파 열치료(RFA) 장치는 유전체 부재(dielectric member), 상기 유전체 부재 내에 위치하는 제 1 도체 및 상기 유전체 부재의 외부 표면에 위치하는 제 2 도체를 포함한다. 상기 유전체 부재는 임의의 형상 및 구성, 예를 들어 하나의 장치 내에 다수의 결합된 형상이 통합된 구성을 취할 수 있다. 일 측면에서, 상기 유전체 부재는 실질적으로 튜브형 형상을 갖는다. 상기 제 1 도체는 라디오 주파수 소스(source) 또는 접지(ground)에 전기 접속되도록 구성되며, 상기 제 2 도체는 상기 라디오 주파수 소스 또는 상기 접지 중 또 다른 하나에 전기 접속되도록 구성된다.

또 다른 측면에서, RFA 안테나의 제조 방법은 적어도 다음의 단계들을 포함한다: 내부 도체를 제공하는 단계; 튜브 형상을 형성하는 유전체층을 중심 도체의 외부에 증착(depositing)시키는 단계; 및 상기 유전체층의 외부 표면에 외부 도체를 증착시키는 단계.

또 다른 측면에서, 마이크로파 열치료(MWA) 장치는 탐침 부재 및 상기 탐침 부재 내에 위치하는 마이크로스트립(microstrip) 안테나 소자를 포함한다. 상기 마이크로스트립 안테나 소자는 약 4 내지 약 30의 유전상수를 갖는 유전체 기판으로 구성된다. 상기 유전체 기판은 제 1 실질적 평면 및 제 2 실질적 평면을 갖는다. 상기 제 2 면은 상기 제 1 면에 마주본다. 상기 마이크로스트립 안테나 소자는 또한 상기 유전체 기판의 상기 제 1 면에 위치하는 제 1 도체 및 상기 유전체 기판의 제 2 면에 위치하는 제 2 도체로 구성된다. 상기 제 2 도체는 마이크로스트립 트레이스(microstrip trace)이다. 상기 제 1 도체는 라디오 주파수 소스 또는 접지 중 하나에 전기 접속되도록 구성되며, 상기 제 2 도체는 라디오 주파수 소스 또는 접지 중 또 다른 하나에 전기 접속되도록 구성된다.

또 다른 측면에서, RFA 장치는 RFA 제거 탐침 부재 및 상기 탐침 부재 내에 위치하는 나선형 쌍극자(helical dipole) 안테나 소자로 구성된다. 상기 나선형 쌍극자 안테나 소자는 제 1 도체 및 제 2 도체로 구성된다. 상기 제 1 도체 및 제 2 도체 각각은 상기 나선형 쌍극자 안테나의 길이방향 축을 따라 상기 나선형 쌍극자 안테나의 중심점으로 실질적으로 평행한 방향으로 연장된다. 상기 제 1 도체는 상기 중심점으로부터 원위 방향으로 상기 길이방향 축 둘레로 나선형으로 감기며, 상기 제 2 도체는 상기 중심점으로부터 근위 방향으로 상기 길이방향 축 둘레로 나선형으로 감긴다.

본 발명의 상기 언급된 특징 및 기타의 특징 및 잇점들이 용이하게 이해될 수 있도록, 상세한 설명이 첨부 도면을 참고로 아래에 제공될 것이다. 이들 도면은 본 발명에 따른 고주파 장치의 예시적 실시예만을 도시할 뿐이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따라 환자 내 목표 조직으로 들어가는 탐침 부재의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 탐침 부재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 안테나 소자의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따라 나선형 외부 도체를 갖는 안테나 소자의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따라 안테나 소자가 동축 케이블의 말단 둘레에 위치하는, 나선형 외부 도체를 갖는 또 다른 안테나 소자의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따라 나선형 외부 도체를 갖는 또 다른 안테나 소자의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따라 2개의 나선형 도체를 갖는 안테나 소자의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따라 2-위상 안테나 소자(two-phase antenna element)로서 작동하도록 구성되고 3개의 나선형 도체를 갖는 안테나 소자의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따라 라디오 주파수 공급 라인에 결합되는 조절가능 슬리브(adjustable sleeve) 및 안테나 소자의 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따라 복수의 전도성 입자에 결합된 외부 도체를 갖는 안테나 소자의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따라 유전체 부재 내 복수의 전도성 입자에 결합된 내부 도체를 갖는 안테나 소자의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일부 실시예에 따라 유전체 부재 내 복수의 전도성 와이어에 결합된 내부 도체를 갖는 안테나 소자의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일부 실시예에 따라 유전체 부재의 외부에 배치되고 프랙탈 패턴(fractal pattern)을 갖는 도체의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일부 실시예에 따라 유전체 부재의 외부의 일부에만 위치하는 도체의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일부 실시예에 따른 평면형 도체를 갖는 안테나 소자의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일부 실시예에 따른 한 세트의 평면형 도체를 갖는 안테나 소자의 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일부 실시예에 따른 나선형 쌍극자 안테나 소자의 사시도이다.

본 발명의 상세한 설명은 본 발명의 예시적 실시예 및 적용을 기재한다. 그러나 본 발명은 이러한 예시적 실시예 및 적용, 또는 상기 예시적 실시예 및 적용이 작동되는 방식 또는 여기에 기재된 방식으로 제한되지 않는다. 또한, 도면은 단순화된 또는 부분적 도면을 나타낼 수 있으며, 도면에서의 요소들의 치수는 과장되거나 그렇지 않으면 명확함을 위해 안분 비례하지 않을 수 있다. 또한, 단수형 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 달리 명시되지 않는 한 복수의 지시체를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 터미널이라고 하면 하나 이상의 터미널을 의미함을 포함한다. 또한, 하나의 목록의 요소들(예를 들어, 요소 a, b, c)이 언급되는 경우, 그러한 언급은 나열된 요소들 중 임의의 하나 자체, 상기 나열된 요소들 전부 보다 적은 수의 임의의 조합 및/또는 상기 나열된 요소들 전부의 조합을 포함하는 것이 의도된다.

수치 데이터는 여기서 범위 형식으로 표현 또는 제시될 수 있다. 그러한 범위 형식은 단순히 편의상 및 간편함을 위해 사용되므로, 상기 범위의 한도로 명시적으로 나열된 수치 값 뿐만 아니라, 상기 범위에 포함되는 모든 개별 수치값 또는 하위 범위(마치 각 수치 값 및 하위 범위가 명시적으로 나열된 것처럼)도 포함하는 것으로 융통성 있게 해석되어야 함을 이해하여야 한다. 일 예로, "약 1 내지 5"의 수치 범위는 약 1 내지 5의 명시적으로 나열된 값 뿐만 아니라, 상기 지시된 범위 내의 개별 값 및 하위 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 이러한 수치 범위에 포함되는 것은 2, 3 및 4와 같은 개별 값 및 1-3, 2-4 및 3-5와 같은 하위 범위 등이다. 이러한 원칙은 단지 하나의 수치 값을 인용하는 범위에도 동일하게 적용되며 그 범위의 폭 또는 기재되는 특징에 관계없이 적용되어야 한다.

"실질적으로"라는 용어는 인용된 특징, 파라미터 또는 값이 정확히 달성될 필요는 없지만, 편차 또는 변이, 예를 들어 허용 오차, 측정 오차, 측정 정밀도 한계 및 기타 당업자에게 알려진 요소들이 그 특징이 제공하고자 하는 효과를 배제하지 않을 정도로 일어날 수 있음을 의미한다.

"근위(proximal)"라는 용어는 정상적 사용 동안, 장치를 사용하는 사용자에 가장 가깝고 환자로부터는 가장 먼 장치의 일부분을 나타내기 위해 사용된다. "원위(distal)"라는 용어는 정상적 사용 동안, 사용자로부터 가장 멀리 떨어져 있고 환자에게는 가장 가까운 장치의 일부분을 나타내기 위해 사용된다.

도 1은 RFA 방법에서 사용될 수 있는 고주파 열치료(RFA) 장치(10)를 나타낸다. 상기 RFA 장치(10)는 긴 샤프트(elongated shaft)를 포함하고 경사 엣지(beveled edge), 뾰족한 팁 또는 기타의 유사 절단 부재를 형성하는 원위 말단(22)을 갖는 탐침 부재(20) (또는 어블레이터)를 포함할 수 있다. 이러한 원위 말단(22)은 어블레이션 니들(20)이 환자의 피부(30), 조직(32) 및 목표 조직(34)을 침투하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 상기 탐침 부재(20)의 원위부는 안테나 소자(40)를 포함할 수 있다. 상기 탐침 부재(20)의 샤프트는 다양한 길이를 가질 수 있으며, 예를 들면 약 1인치 내지 약 12인치 또는 12인치 초과의 길이일 수 있다. 상기 샤프트의 게이지(gauge)는 8 내지 24 사이의 범위일 수 있으며, 이는 12, 14, 16, 17 또는 18 게이지 샤프트를 포함하지만 이에 한하지 않는다. 탐침 부재(20)의 일 예는 SynchroWave Antenna (BSD Medical Corporation, 유타주, 솔트레이크 시티)이다.

상기 RFA 장치(10)는 또한 상기 탐침 부재(20)에 연결된 라디오 주파수 전원(26)을 포함할 수 있다. 상기 라디오 주파수 전원(26)은 라디오 주파수 에너지를 상기 탐침 부재(20)의 안테나 소자(40)에 전달할 수 있다. 또한, 상기 라디오 주파수 전원(26)은 제어기(28)를 포함할 수 있다. 상기 제어기(28)는 상기 탐침 부재(20)의 안테나 소자(40)에 전달되는 파워, 주파수 및/또는 에너지 위상(phase of the energy)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 탐침 부재(20)가 상기 라디오 주파수 전원(26)에 연결된 경우, 상기 제어기(28)는 2개 이상의 탐침 부재에 전달되는 파워, 주파수 및/또는 에너지 위상을 제어할 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 제어기(28)는 단일 안테나 소자(40), 예를 들어 도 8에 도시된 안테나 소자(40)의 2개의 분리된 도체에 전달되는 파워 주파수 및/또는 에너지 위상을 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제어기(28)는 또한 안테나 소자(40)에 전달되는 파워, 주파수 및/또는 에너지 위상을 자동으로 조절하도록 구성되어, 상기 안테나 소자(40)를 목표 조직(34)에 자동 조정되도록(tune) 하거나 임피던스 맞춰지도록 할 수 있다.

상기 RFA 장치(10)는 하나 이상의 주파수 또는 가변 주파수를 갖는 에너지를 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 상기 라디오 주파수 전원은 마이크로파 에너지를 상기 안테나 소자(40)에 제공하도록 구성된 마이크로파 소스이다. 그러한 에너지는 구체적으로 예를 들어 915 MHz를 포함하는, 약 880 내지 960 MHz 범위 내의 주파수를 가질 수 있다. 마이크로파 에너지가 상기 안테나 소자(40)에 전달되면, 상기 안테나 소자(40) 주변의 조직은 상기 안테나 소자(40)에 의해 발생되는 열로 제거(가열, 화상 또는 조리)될 수 있다. 기타의 실시예에서, 상기 라디오 주파수 전원(26)에 의해 전달되는 에너지는 약 400 MHz 내지 약 4 GHz의 범위 내 주파수를 가질 수 있다.

또한, 상기 라디오 주파수 전원(26)은 다양한 레벨의 에너지를 상기 안테나 소자(40)에 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 라디오 주파수 전원(26)은 약 300W의 파워를 상기 안테나 소자(40)에 전달할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 라디오 주파수 전원(26)은 0W 내지 300W의 파워를 상기 안테나 소자(40)에 전달할 수 있으며, 이는 구체적으로 40W 이하, 60W 이하, 120W 이하, 180W 이하, 또는 240W 이하의 파워를 상기 안테나 소자(40)에 전달하는 것을 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 제어기(28)는 어블레이션 과정의 초기 단계 동안 안테나 소자(40)에 전달되는 파워를 서서히 증가시키도록 구성될 수 있다. 그러한 구성은 파워를 점차적으로 또는 지수함수적으로 또는 그렇지 않으면 소정의 시간에 걸쳐 제로에서부터 최대 파워 출력까지 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기(28)는 2분의 시간에 걸쳐 상기 안테나 소자(40)로 전달되는 파워를 0 W 부터 60 W까지 증가시키도록 구성될 수 있다. 파워를 단계적으로 증가시키거나 증가시키는 것은 제거되는 영역에 수분 또는 수증기를 보유하는 것을 도와서 상기 제거 영역의 크기를 시간 경과에 따라 증가시킬 수 있다. 대조적으로, 높은 파워를 신속하게 적용하면 제거 영역을 탄화(carbonize)시켜서, 어블레이션 영역으로 크기를 증가시키는 것을 더 어렵게 할 수 있다. 제어기를 갖는 라디오 주파수 소스의 예는 MicroThermX® 마이크로파 어블레이션 시스템(BSD Medical Corporation, 유타주 솔트레이크 시티)이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 RFA 장치(10)는 어블레이션 방법에서 사용될 수 있다. 그러한 방법은 고주파 교류를 이용하여 생체내 조직을 제거하는 것과 관련된다. RFA 동안, 상기 탐침 부재(20)는 환자의 피부(30) 및 조직(32)을 관통하여 삽입된 다음 종양, 세포(들) 또는 신경(들)과 같은 목표 구조(34)를 향하게 된다. 상기 탐침 부재(20)는 도시된 바와 같이 목표 구조(34) 내로 삽입되거나, 상기 목표 구조(34) 옆에 놓여질 수 있다. 그 다음 상기 탐침 부재(20)로부터 방출되는 라디오 주파수 에너지(24)가 상기 목표 구조(34)를 가열하여, 태우고/태우거나 사멸되도록 할 수 있다. 상기 목표 구조(34)가 적절한 시간 동안 전달된 라디오 주파수 에너지에 노출되면, 상기 목표 구조(34)는 제거될 수 있다. 특히 암세포는 고주파 열치료 방법에 의해 유발되는 상승된 온도에서 파괴 및 사망할 수 있다. 일부 RFA 방법, 예를 들어 마이크로파 열치료(MWA) 방법은 섭씨 100, 200, 300 및 350도 이하 또는 이를 초과하는 온도를 이용한다.

일반적으로, 상기 안테나 소자(40)에 의해 생성되는 어블레이션 패턴(ablation patten)의 형상 및 크기는 대충 상기 안테나 소자(40)로부터 방출되는 파장(24)의 라디오 주파수 전달 패턴의 형상 및 세기에 대응한다. 따라서, 실질적으로 구형의 전달 패턴은 대충 구형의 어블레이션 패턴을 생성할 수 있다. 따라서, 상기 RFA 장치(10)는 상기 목표하는 구조(34)와 실질적으로 동일 크기인 어블레이션 영역을 생성하여, 건강한 주변 조직은 제거하지 않고 적절한 양의 목표 조직이 제거되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 많은 종양들은 대략 구형이므로, 상기 RFA 장치(10)는 일반적으로 구형인 어블레이션 영역을 생성하도록 구성될 수 있다. 그러한 구형 어블레이션 영역은 이어지는 도면에 도시된 안테나 소자들(40) 중 하나를 이용하여 생성될 수 있다.

또한, 상기 RFA 장치(10)는 방향성이고 조종가능한(또는 형상화 가능한) 어블레이션 영역을 형성하도록 구성되어, 이들이 목표 구조(35)와 동일 크기로 형상화될 수 있도록 하거나 탐침 부재(20) 근처의 목표 구조를 향해 배향되도록 할 수 있다. 일부 예에서, 그러한 방향성은 도 8에 도시되고 그 도면에 관하여 기재된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)의 다수 도체를 통하여 전달된 전달 라디오 주파수 에너지 사이의 위상(phase)을 변화시킴으로써 생성될 수 있다.

도 2는 탐침 부재(20)의 원위부의 단면도를 나타낸다. 상기 탐침 부재(20)는 내부 구멍(64) 및 팁(62)을 갖는 샤프트(60)를 포함할 수 있다. 안테나 소자(40), 동축 케이블(42) 및/또는 냉각 튜브(50)가 상기 내부 구멍(64) 안에 배치될 수 있다. 다양한 유형의 안테나 소자(40)가 상기 탐침 부재(20) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나 소자(40)는 일반적으로 튜브형 또는 원통형 마이크로스트립-형 안테나 소자(예를 들어, 도 3-14의 안테나 소자(40)), 평면 마이크로스트립-형 안테나 소자(예를 들어, 도 15-16의 안테나 소자(40)), 나선형 쌍극자 안테나 소자(예를 들어, 도 17의 안테나 소자(40)), 또는 기타 유형의 안테나 소자일 수 있다.

상기 안테나 소자(40)는, 상기 안테나 소자(40) 상기 라디오 주파수 전원(24)(도 1에 도시됨) 및 접지 또는 공동 라인을 전기적으로 접속하기 위해 사용될 수 있는, 동축 케이블(42)에 연결될 수 있다. 상기 동축 케이블(42)은 유전체(48)에 의해 분리된 내부 도체(44) 및 외부 도체(46)를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 상기 동축 케이블(42)은 하나 보다 많은 내부 도체(44)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 동축 케이블(42)은 2, 3, 4개 또는 그보다 많은 내부 도체(44)를 포함할 수 있다. 도 8은 2개의 내부 도체(44)를 포함하는 동축 케이블(42)의 일 예를 도시한다. 다른 실시예에서는, 3, 4개 또는 그보다 많은 내부 도체(44)가 상기 동축 케이블(42) 내에 위치한다. 다수의 내부 도체(44)가 사용될 경우, 별개 신호들 또는 서로 다른 위상, 주파수 등을 갖는 신호들이 각 내부 도체(44) 아래로 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 동축 케이블(42)은 약 10 내지 약 20 사이의 게이지를 가질 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 내부 도체(44)는 라디오 주파수 공급 라인일 수 있고 상기 외부 도체(46)는 접지될 수 있다. 다른 경우, 내부 도체(44)가 접지되고 외부 도체(46)는 상기 공급 라인에 연결될 수 있다. 그러나, 본 출원의 목적상 상기 내부 도체(44)는 상기 라디오 주파수 전원(24)에 연결된 라디오 주파수 공급 라인이고 상기 외부 도체(46)는 접지된 것을 가정할 것이다.

계속 도 2를 참고하면, 상기 탐침 부재(20)는 샤프트(60)와 접촉되는 환자의 피부 및 기타 조직에 대한 피해를 막기 위해 상기 샤프트(60)의 적어도 일부를 냉각시키는 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 상기 냉각 시스템은 물, 염분(saline) 또는 기타의 유체와 같은 냉각 유체를 포함할 수 있으며, 이는 상기 내부 구멍(64) 내에 위치하는 하나 이상의 냉각 튜브(50), 냉각 채널, 또는 냉각 자켓을 통해 순환된다. 또한, 열전(TE) 냉각기가 상기 냉각 시스템 내에 결합되어, 상기 냉각 시스템을 거쳐 펌핑된 유체를 함유하는 IV 유체 가방과 같은 주 냉각 저장소에 추가 냉각을 제공하도록 할 수 있다. 또한, 상기 냉각 시스템은 상기 냉각 튜브(50)를 거쳐 유체를 순환시키기 위한 펌프(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

도시된 일 예에서, 상기 냉각 시스템은 적어도 2개의 냉각 튜브(50)를 포함하며, 각각은 벤드(bend, 54)에 의해 연결되는 유입부(52) 및 유출부(56)를 갖는다. 작동시, 유체는 상기 유입부(52) 아래로 흐르고, 상기 벤드(54)를 돌아, 상기 유출부(56)를 통과하여 되돌아 흐른다. 또 다른 예에서, 상기 냉각 시스템은 배플 귀환 시스템(baffle return system), 열전달 전도 파이프 또는 열 파이프(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 냉각 시스템은 상기 안테나 소자(40)의 근위 말단 가까이에서 끝날 수 있다. 다른 구성에서, 상기 냉각 시스템은 상기 안테나 소자(40)를 통과하거나 이 둘레로 지날 수 있다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 상기 탐침 부재(20)는 그 위에 배치된 하나 이상의 써미스터(thermisters) 또는 센서(집합적으로 "센서")(66)를 포함한다. 이들 센서(66)는 상기 샤프트(60)의 내부 또는 외부에 결합되고/되거나 그 안에 매립될 수 있다. 이들 센서(66)는 또한 상기 안테나 소자(40) 근처 또는 이에 인접하여, 상기 탐침 부재(20)의 원위부에 안쪽 또는 바깥쪽으로 배치될 수 있다. 또한, 하나 이상의 센서(66)가 상기 샤프트(60)를 따라 배치되어 상기 제어기(28)에 대한 기준 측정치를 제공할 수 있다.

상기 센서(66)는 상기 제어기(28)에 전자적으로 결합되어 상기 RFA 장치(10)의 작동을 제어하는데 사용되는 다양한 측정치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 센서(66)는 상기 센서 근처의 조직, 조직 임피던스, 조직 농도(tissue consistency), 온도, 수분 함량 등의 변화를 감지하도록 구성될 수 있다. 일 예로서, 센서(66)는 제베크의 스퍼터링된 저항막 접합(sputtered resistive film junction of seabeck), P-N 접합, 열전대(thermocouple), 온도 센서 등을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 센서(66)는 기준 주파수 의존성이고/이거나 특정 주파수로 조정될 수 있다. 예를 들어, 커패시터가 각 센서(66)와 제어기(28) 사이에 배치될 수 있다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 상기 센서(66)는 상기 센서에 근접한 조직 또는 기타 구조의 온도를 감지하도록 구성될 수 있다. 온도 피드백은 상기 안테나 소자(40)에 공급되는 에너지의 파워 레벨을 제어하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 온도 피드백을 이용하여, 상기 제어기(28)는 상기 목표 구조(34) 내에서 물이 조기에 끓는 것을 막기 위해 오블레이션(oblation) 온도를 제어할 수 있다. 이는 상기 안테나 소자(40) 주변 조직의 탄화를 예방하고, 따라서 오블레이션 시간을 감소시키고 파워 효율을 증가시킬 수 있다.

덧붙여 또는 선택적으로, 상기 센서(66)는 상기 센서(66)에 접하거나 근접한 조직 또는 기타 구조의 유전 특성을 감지하도록 구성될 수 있다. 이렇게 구성된 센서(66)는 건강한 조직과 병든 조직을 포함하는 서로 다른 조직 유형들 사이를 구별할 수 있다.

계속 도 2를 참조하면, 상기 안테나 소자(40)는 밀봉 부재(도시되지 않음)에 의하여 둘러싸이거나 밀봉될 수 있다. 상기 밀봉 부재는 상기 안테나 소자(40)가 환자의 조직(32) 및/또는 유체에 노출되는 것으로부터 보호하고 그것과의 전기 간섭(electrical interference)을 방지할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 밀봉 부재는 에폭시, 유리 또는 기타 그러한 재료들의 층이다. 다른 실시예에서, 상기 밀봉 부재는 세라믹 또는 플라스틱 튜브 등이다. 기타 유형의 밀봉 부재들, 특히 어블레이션 과정의 열을 지탱할 수 있는 부재들이 상기 안테나 소재를 보호하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 밀봉 부재는 상기 안테나 소자(40)의 외부 표면에 밀접하게 접촉되어 배치될 수 있다. 기타의 실시예에서는, 상기 밀봉 부재와 상기 안테나 소자(40)의 외부 표면 사이에 공간이 있을 수 있다.

상기 어블레이션 방법은, 적어도 부분적으로, 조직 내 수분 함량에 기초하여 조직을 가열하므로, 어떤 경우, 어블레이션 하는 동안 발생할 수 있는 수분 손실을 최소화하기에 유용할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서는, 장벽 또는 분리기가 유전체 및 목표 조직 사이에 놓여진다. 그러한 장벽의 비제한적 예는 상기 탐침 부재(20)에 결합되거나 그렇지 않으면 이와 연관된 실리콘 팽창 풍선을 포함한다. 상기 풍선은 기체 압력을 이용하여 팽창될 수 있다. 팽창된 풍선은 조직을 압축하고 그 안에 수분을 보유할 수 있다. 장벽 또는 분리기의 또 다른 비제한적 예는 하나 이상의 팽창가능한 스틴트(expandable stints)를 포함한다.

일부 구성에서, 상기 탐침 부재(20) 및 상기 RFA 장치(10)의 다른 부품들은 여러 번 살균되도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 탐침 부재(20)는 보호 커버, 코팅, 또는 상기 어블레이션 공정 및 살균 공정을 견뎌내도록 구성된 기타의 그러한 보호구를 포함할 수 있다. 그러한 보호구는 의료 등급 재질로 제조될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 안테나 소자(40)의 일 예를 보여준다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대신할 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)는 실질적으로 튜브 또는 원통 형상을 갖는 유전체 부재(70)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유전체 부재(70)는 길거나 뭉툭한 튜브 또는 원통을 형성할 수 있다. 상기 튜브형 유전체 부재(70)는 튜브의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 내부 공극을 포함할 수 있다. 이러한 공극은 또 다른 구조로 채워질 수 있다. 또한, 상기 튜브형 유전체 부재(70)는 또 다른 물체 위에 하나의 층 또는 코팅으로서 형성될 수 있다. 또한, 상기 튜브형 유전체 부재(70)는 슬리브(sleeve) 또는 별개 부품으로서 형성될 수 있다. 튜브 구성에서, 상기 튜브는 다양한 내외부 형상을 가질 수 있으며, 이는 완전 또는 불완전 사각형, 원형, 계란형, 타원형, 삼각형, 기타 다각형, 또는 기타 적당한 형상을 포함하지만 이에 한하지 않는다.

제 1 도체, 내부 도체(72)는 상기 유전체 부재(70) 내에 배치되고/되거나 이에 결합될 수 있다. 상기 내부 도체(72)는 상기 유전체 부재(70)의 내부 루멘(76)의 내부 표면 위를 포함하여 상기 유전체 부재(70)의 내부 표면상에 배치될 수 있다. 또한, 제 2 도체, 외부 도체(74)는 상기 유전체 부재(70)의 외부 표면상에 배치되고/되거나 이에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 내부 도체(72)는 상기 라디오 주파수 전원(24)에 전기적으로 접속되고, 상기 외부 도체(74)는 접지(78)에 전기 접속된다. 다른 실시예에서, 도시된 바와 같이, 상기 내부 도체(72)는 접지(78)에 전기 접속되고 상기 외부 도체(74)는 상기 라디오 주파수 전원(24)에 전기 접속된다.

튜브형 또는 원통형 유전체 부재(70)의 사용은 상기 내부 도체(72) 및 상기 외부 도체(74)가 각각 전체 내부 또는 외부 표면 둘레로 배치되거나, 또는 내부 또는 외부 표면의 단지 일부에만, 예를 들어 하나의 면, 하나의 사분면(quadrant), 2개의 사분면, 3개의 사분면, 및/또는 사분면의 일부 위로 위치하는 다양한 구성을 가질 수 있도록 할 수 있다. 이러한 다양성은 상기 안테나 소자(40)가 상기 전체 안테나 소자(40) 주위로 일정한 방사 패턴을 제공하거나 또는 맞춤형(customized) 또는 방향성 방사 패턴을 제공하도록 구성될 수 있도록 한다. 결과 얻어진 방사 패턴은 상기 내부 도체(72) 또는 상기 외부 도체(74)에 대한 상기 라디오 주파수 전원(24)의 연결과 마찬가지로 상기 내부 도체(72)의 구성 및 상기 외부 도체(74)의 구성으로부터 얻어질 수 있다. 또한, 튜브형 또는 원통형 유전체 부재(70)의 사용은 상기 내부 도체(72) 및/또는 상기 외부 도체(74)가 상기 유전체 부재(70) 상에 비선형 패턴으로 배치되도록 하여 상기 유전체 부재(70)가 더 짧은 전체 길이를 가질 수 있도록 할 수 있다. 이와 같이, 상기 안테나 소자(40)는 점원(point source)으로 더 잘 작용할 수 있으므로 비교적 구형의 어블레이션 패턴을 생성할 수 있다.

상기 내부 도체(72) 및 상기 외부 도체(74) 모두는 다양한 형상, 크기 및 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 상기 내부 도체(72)는 상기 유전체 부재(70)의 원위 말단 및 근위 말단 사이로 연장된 소재의 비교적 직선형 또는 선형 스트립일 수 있다. 또는, 상기 내부 도체(72)는 비선형 패턴, 예를 들어 지그재그 패턴, 나선형 패턴, 프랙탈 패턴(fractal pattern), 앞뒤 패턴(back-and-forth pattern), 방사상 고리 세트, 방사상 밴드 세트, 또는 기타의 적당한 패턴을 갖는 소재의 스트립일 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 내부 도체(72)는 상기 유전체 부재(70)의 내부 루멘(76)의 전체 내부 표면 상에 하나의 층 또는 코팅을 형성할 수 있다. 이와 같이, 상기 내부 도체(72)는 원통형 또는 튜브형일 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 내부 도체(72)는 상기 유전체 부재(70) 내에 하나의 고형 코어(solid core)를 형성할 수 있다. 유사하게, 도시된 바와 같이, 상기 외부 도체(74)는 상기 유전체 부재(70)의 원위 말단 및 근위 말단 사이로 연장된 소재의 비교적 직선 또는 선형 스트립일 수 있다. 또는, 상기 외부 도체(74)는 비선형 패턴, 예를 들어 지그재그 패턴, 나선형 패턴, 프랙탈 패턴, 앞뒤 패턴, 방사상 고리 세트, 방사상 밴드 세트, 또는 기타의 적당한 패턴을 갖는 소재의 스트립일 수 있다. 또한, 상기 내부 도체(72)는 축방향으로 정렬되거나 어긋나게 배열되어(misaligned) 원하는 어블레이션 패턴이 얻어지도록 할 수 있다. 상기 예들 중 적어도 일부는 도 4 내지 14에 도시된다.

상기 내부 도체(72) 및 상기 외부 도체(74)의 형상, 치수 및 길이는 상기 안테나 소자(40)를 하나 이상의 주파수로 조정하도록 함께 작용할 수 있다.

또한, 상기 안테나 소자(40)를 원하는 주파수 또는 주파수 범위(들)로 조정하기 위하여, 상기 안테나 소자(40)의 다음 특성들 중 적어도 일부는 조절될 수 있다: 상기 유전체 부재(70)의 유전 상수, 상기 유전체 부재(70)의 두께, 상기 유전체 부재(70)의 직경, 및 상기 안테나 소자(40)의 길이. 이들 특성 각각은 아래에 설명될 것이다.

계속 도 3을 참조하면, 상기 유전체 부재(70)의 특성들은 상기 안테나 소자(40)를 원하는 주파수로 적절히 조정하기 위하여 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 유전체 부재(70)는 세라믹 재질이다. 예를 들어, 상기 유전체 부재(70)는 알루미나, 질화규소, 티타니아, 기타 금속 산화물, 석영 및/또는 기타 세라믹 재질로 구성될 수 있다. 상기 유전체 부재(70)의 유전 상수는 약 4 내지 약 30 또는 30 보다 클 수 있다. 일부 구성에서, 상기 유전체 부재(70)의 유전 상수는 약 9 내지 10.5 사이일 수 있다. 일부 구성에서, 상기 유전체 부재(70), 예를 들어 알루미나로 만들어진 유전체 부재(70)는 약 9.8의 유전 상수를 갖는다. 일부 구성에서, 상기 유전체 부재(70)의 두께는 약 0.001 내지 0.05 인치 사이이다. 일부 구성에서, 상기 유전체 부재(70)의 두께는 약 0.005 내지 0.04 인치 사이이다. 특정의 일 실시예에서, 상기 두께는 0.0001 내지 0.03 인치 사이이다. 일부 구성에서, 상기 유전체 부재(70)의 직경은 약 0.01 내지 0.15 인치 사이이다.

상기 내부 및 외부 도체(72, 74)의 특성, 형상 및 치수는 상기 안테나 소자(40)를 적절히 조정하고 그 형상을 방사 패턴으로 맞추도록(customize) 선택될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 상기 내부 및/또는 상기 외부 도체(72, 74)는 전도성 스트립을 형성한다. 이들 스트립은 약 0.001 인치 내지 0.1 인치의 폭을 가질 수 있다. 이들 스트립은 약 0.001 인치 내지 0.05 인치의 두께를 가질 수 있다. 특정의 박막 제조 방법이 이용될 경우 상기 폭은 0.001 인치 미만일 수 있고 상기 두께는 0.001 인치 미만일 수 있다. 또한 상기 내부 및 외부 도체(72, 74)는 전도성 금속, 잉크, 복합체(composites) 등을 포함하는 다양한 전도성 재질로 제조될 수 있다. 재질의 예는 구리, 주석, 알루미늄, 금, 은, 인코넬(inconel), 브라스(brass), 축퇴형 투명 반도체(degenerate transparent semi-conductors) 등을 포함한다. 전도성 입자가 또한 상기 내부 및 외부 도체(72, 74)에 적용되거나 이들 도체에 접속될 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 도체의 단면은 원하는 물리적 및/또는 기계적 특성들을 조합하기 위하여 다수의 압출 전도성 금속-대-금속 재료(extruded conductive metal-to-metal materials)를 포함할 수 있다. 이러한 조합된 재료들은 하나의 외부 직경 와이어, 케이블 또는 리본에 함유되어 최적의 라디오 주파수 필드 및 전도도(conductivity)가 얻어지도록 할 수 있다.

상기 안테나 소자(40)는 다양한 제조 방법들 중 하나 이상을 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 유전체 부재(70)는 내부 도체(72) 위로 삽입되고 그 위로 외부 도체(74)가 적용될 수 있는 유전체 튜브로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 내부 및/또는 외부 도체(72, 74)는 상기 유전체 재질 위로 전도성 잉크 또는 페인트를 이용하여 스크린-인쇄될 수 있다.

구체적 일 예에서, 상기 내부 도체(72) 또는 상기 외부 도체(74)는 금속 잉크, 예를 들어 은 또는 구리 잉크로 구성될 수 있다. 금속 잉크는 페인트되거나 또는 그렇지 않으면 다양한 방법을 이용하여 상기 유전체 부재(70)의 외부 표면에 적용될 수 있다. 일부의 예에서, 제거가능한 마스크, 예를 들어 테이프는 상기 유전체 부재(70)의 외부 표면의 원하는 나선형 패턴으로 배치된다. 그 다음 금속 잉크는 상기 유전체 부재(70)의 노출된 표면 위로 페인팅, 증기 증착 또는 몇몇 다른 적용 방법을 통해 적용된다. 상기 금속 잉크는, 예를 들어 건조기에서 약 10 내지 30분 동안, 건조될 수 있다. 일부 예에서, 상기 제거가능한 마스크는 그 다음 제거되고 상기 금속 잉크는 예를 들어 오븐에서 구워질 수 있다. 다른 예에서, 상기 제거가능한 마스크는 구운 다음에 제거된다. 일부 실시예에서, 상기 금속 잉크는 약 1 내지 10분 동안 섭씨 약 800 내지 1100도에서 구워진다. 일부 실시예에서는, 금속 분말이 상기 금속 잉크에 그것이 건조 및/또는 경화되기 전에 적용될 수 있다. 이러한 금속 분말은 후술하는 바와 같이, 유사-프랙탈 안테나(pseudo-fractal antennas)의 적어도 일부 특성을 제공할 수 있다.

또 다른 예에서, 상기 내부 도체(72), 상기 유전체 부재(70) 및/또는 상기 외부 도체(74)는 증착, 스퍼터링, 또는 기타 성장 또는 코팅 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어 이러한 구조들 중 하나 이상은 하나 이상의 성장 공정 및/또는 하나 이상의 박막 또는 후막 증착 공정, 예를 들어 스퍼터링 CVD 또는 증발 코팅 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 이들 공정은 도 7 및 8을 참고하여 더 상세히 논의될 것이다.

여전히 도 3을 참고하면, 일부 실시예에서, 상기 안테나 소자(40)는 마이크로스트립형 안테나 소자를 형성한다. 일반적으로 마이크로스트립형 안테나는 접지면을 형성하는 기판의 반대 면에 결합된 금속층과 함께, 인쇄 회로 기판과 같이, 유전체 기판에 결합된 금속 트레이스(metal trace)에 안테나 소자 패턴을 포함한다. 도 3에 도시된 안테나 소자(40)는 전술한 평면 마이크로스트립 안테나 소자와 동일한 원리를 적어도 일부 이용하여 작동될 수 있다. 예를 들어, 상기 내부 도체(72)는 접지면으로서 기능할 수 있고, 상기 유전체 부재(70)는 유전체 기판으로서 기능할 수 있으며, 상기 외부 도체(74)는 상기 금속 트레이스로서 기능할 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 외부 도체(74)는 접지면으로서 기능할 수 있고, 내부 도체(72)는 상기 금속 트레이스로서 기능할 수 있다. 일부 구성에서, 마이크로스트립형 안테나 소자(40)의 실시예는 더 작을 수 있으며 다른 안테나 유형 보다 더 구형의 방사 패턴을 생성할 수 있다.

마이크로스트립형 안테나 소자(40)는 고주파 열치료 방법에 대하여 다수의 잇점을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로스트립 안테나는 일부 다른 유형의 유전체들보다 더 작게 만들어질 수 있고 더 내열성인 세라믹 유전체를 이용할 수 있다. 마이크로스트립형 안테나 소자(40)는 더 내열성일 수 있으므로, 이들은 더 높은 파워 레벨에서 구동되어 더 소형의 장치로 더 크고/크거나 더 뜨거운 어블레이션 영역을 생성할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 마이크로스트립형 안테나 소자(40)는 다른 유형의 어블레이션 안테나보다 더 제어된 온도 패턴을 생성할 수 있다. 일부의 예에서, 파워 레벨을 증가시키고/거나 변화시키는 마이크로스트립형 안테나 소자(40)의 능력은 임상의(clinician)가 상기 마이크로스트립형 안테나 소자(40)에 대한 파워를 증가 또는 감소시켜서 어블레이션 영역의 크기를 목표 구조(34)(도 1에 도시됨)의 크기에 맞출 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 안테나 소자(40)의 또 다른 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대신할 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자는 도 2에 도시된 것과 유사한 동축 케이블(42)에 접속된다. 상기 안테나 소자(40)는 상기 동축 케이블(42)의 원위 말단에 기계적 및 전자적으로 결합될 수 있다. 일부 예에서, 상기 동축 케이블(42)의 하나 이상의 도체는 상기 안테나 소자(40) 내로 계속되어, 이들 두 구조 사이에 기계적 및 전기적 접속 모두를 제공한다. 상기 안테나 소자(40) 및 상기 동축 케이블(42) 사이의 접속 영역(96)은 또한 함께 솔더링되거나(soldered) 접착제나 기타 파스너를 이용하여 접합될 수 있다. 또한, 상기 동축 케이블(42)과 상기 안테나 소자(40) 사이에 틈을 제공하여 이들 두 구조 사이에 전기 분리를 제공하도록 할 수 있다. 이러한 틈은 절연재료를 이용하여 채워지거나 개방된 채로 남겨질 수 있다. 상기 안테나 소자(40)를 동축 케이블에 접속하기 위한 다른 수단이 고려된다.

상기 안테나 소자(40)는 원통형 튜브 형상을 갖는 유전체 부재(70)를 포함할 수 있다. 내부 도체(80)는 상기 유전체 부재(70) 내에 배치되어 그 안에 고형 코어(solid core)를 형성할 수 있다. 상기 내부 도체(80)는 접지로 접속될 수 있는, 상기 동축 케이블(42)의 외부 도체(82)에 접속될 수 있다. 상기 외부 도체(82)는 도시된 바와 같이 구형 또는 나선형 패턴으로 상기 유전체 부재의 외부 주위로 둘러싸여질 수 있다. 상기 외부 도체(82)는 라디오 주파수 전원(26) (도 1 및 3에 도시됨)에 접속될 수 있는, 상기 동축 케이블(42)의 상기 내부 도체(80)에 접속될 수 있다. 상기 유전체 부재(70)의 외부 표면 둘레로 상기 외부 도체(82)를 둘러쌈으로써 상기 안테나 소자(40)의 전체 길이(90)는 상기 외부 도체(82)의 전체 길이보다 훨씬 더 짧을 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자(40)의 전체 길이(90)는 비교적 작고 더 구형인 방사 패턴의 생성에 기여할 수 있다. 이것이 가능한 것은 더 짧은 안테나 소자(40)가 실질적으로 구형인 방사 패턴을 갖는 이론적 점원(point source) 안테나에 더 유사하게 응답할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 외부 도체(82)의 길이는 상기 라디오 주파수 전원(28)의 원하는 전송 주파수의 4분의 1 파장의 정수 배(예를 들어, 4분의 1 파장, 반 파장, 완전한 파장 등)일 수 있다.

비제한적 일 예에서, 상기 외부 도체(82)는 약 2 인치의 길이를 가질 수 있고 산화알루미늄 유전체 주위로 둘러싸여질 수 있다. 이러한 길이는 예를 들어 915 MHZ에서, 습윤 조직에 맞춰진 임피던스일 수 있다. 다른 예에서, 상기 길이는 마이크로파 밴드 또는 또 다른 밴드에서 다른 주파수에 맞춰진 임피던스이다.

일반적으로, 도 4의 안테나 소자(40)는 나선형 마이크로스트립형 안테나 소자로서 기능할 수 있으며, 여기서 상기 내부 도체(80)는 접지면으로서 기능하고 상기 외부 도체(82)는 안테나 트레이스 소자로서 기능한다.

언급된 대로, 상기 안테나 소자(40)의 다양한 치수, 구성 및 재질은 안테나를 원하는 주파수 및 파워 레벨로 조정하기 위해 선택될 수 있다. 언급된 대로, 상기 안테나 소자(40)는 하나 이상의 마이크로파 주파수를 전송하도록 구성될 수 있다. 도 4의 안테나 소자(40)를 원하는 주파수(들) 및/또는 원하는 조직(들)의 임피던스로 조정하기 위하여, 상기 안테나 소자(40)의 적어도 다음과 같은 특성들이 조절될 수 있다: 상기 유전체 부재(70)의 유전 상수, 상기 유전체 부재(70)의 두께(92), 상기 유전체 부재(70)의 직경(94), 상기 외부 도체(82)의 권선 수(the number of winds), 상기 외부 도체(82)의 두께(84), 상기 외부 도체(82)의 폭(86) 및 길이, 상기 외부 도체(82)의 권선들 사이의 간격(88), 상기 내부 도체(80)의 치수 및 상기 안테나 소자(40)의 길이(90). 이들 특성 각각은 아래에 설명될 것이다.

상기 유전체 부재(70)의 특성은 상기 안테나 소자(40)를 원하는 주파수로 적절히 조정하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 유전체 부재(70)는 세라믹 재질이다. 예를 들어, 상기 유전체 부재(70)는 알루미나, 석영 또는 기타 세라믹 재질로 구성될 수 있다. 이러한 유전체 부재(70)는 튜브형일 수 있고 접지면을 형성하는 상기 내부 도체(80) 위로 삽입될 수 있다. 일부 구성에서, 상기 유전체 부재(70)의 유전 상수는 약 4 내지 약 30 사이 또는 30 보다 클 수 있다. 일부 구성에서, 알루미나와 같은 상기 유전체 부재(70)의 유전 상수는 약 9 내지 10.5 사이일 수 있다. 일부 구성에서, 상기 유전체 부재(70)는 약 9.8의 유전 상수를 갖는다. 일부 구성에서, 상기 유전체 재료의 두께(92)는 약 0.002 내지 0.04 인치 사이이다. 상기 두께는 특정의 박막 제조 방법이 사용될 경우 0.002 인치 미만일 수 있다. 일부 구성에서, 상기 두께는 약 0.1 인치이다. 일부 구성에서, 상기 유전체 부재(70)의 직경(94)은 약 0.001 내지 0.25 인치 사이이다.

상기 외부 도체(82)의 특성은 또한 상기 안테나 소자(40)를 적절히 조정하고 상기 형상 상기 방사 패턴을 맞추도록(customize) 선택될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 외부 도체(82)는 나선형(helical or spiral) 패턴으로 상기 유전체 부재(70) 주위로 배치될 수 있다. 상기 외부 도체(82)의 특성 및 권선 특성들은 방사 패턴에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 상기 외부 도체(82)는 상기 안테나 소자(40)의 길이(90)가 작고 상기 방사 패턴이 실질적으로 구형이 되도록 단단하고(tightly) (인접 권선들 사이에 좁은 간격(88)을 둠) 가깝게 권선된다. 일부 구성에서, 상기 외부 도체(82)는 약 0.001 인치 내지 0.25 인치의 폭(86)을 갖는 전도성 재질의 스트립으로 구성된다. 일부 구성에서 상기 외부 도체(82)의 두께(84)는 0.004 인치 이하이다. 권선의 수는 0.5 내지 50 권선 사이의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서는, 약 0.5 내지 20 권선 사이이다. 일부 실시예에서는, 약 1 내지 15 권선 사이이다. 상기 외부 도체(82)의 권선들 사이의 간격(88)은 약 0.001 내지 0.1 인치 사이일 수 있다. 몇몇 경우, 상기 간격(88)은 약 0.001 내지 0.07 인치 사이이다. 상기 외부 도체(82)의 특성들 각각은 상기 안테나 소자(40)의 길이에 영향을 줄 수 있다. 일부 예에서, 상기 길이(90)는 약 0.1 인치 내지 1.0 인치 사이이다. 일부 예에서, 상기 길이는 약 0.5 인치이다. 기타의 구성들은 더 큰 어블레이션 영역에 대하여 1 내지 3 인치의 길이를 포함할 수 있다.

특정의 일 실시예에서, 상기 안테나 소자(40)는 대략 90W 내지 180W의 파워 사이에서 약 915 MHz의 주파수에서 전송하도록 구성된다. 상기 안테나 소자(40)는 다음의 구체적 치수를 가질 수 있다: 상기 유전체 부재(70)는 약 9.8의 유전 상수를 갖는 0.05 인치 알루미나 튜브일 수 있다. 상기 유전체 부재(70)의 외부 직경(94)은 약 0.09 내지 0.125 인치 사이이다. 상기 유전체 부재(70)의 내부 직경은 약 0.011 내지 0.02 인치 사이이다. 상기 유전체 부재(70)의 두께(92)는 약 0.039 인치이다. 상기 외부 도체(82)는 약 0.05 내지 0.09 인치에 이르는 약 12개 권선을 갖는다. 상기 권선들 사이의 간격(88)은 약 0.01 내지 0.037 인치 사이이다. 상기 외부 도체(82)의 폭(86)은 약 0.035 인치이다.

도 4에 더 도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)는 선택적으로 그 원위 말단에 엔드 캡(end cap; 98)을 포함할 수 있다. 상기 엔드 캡(98)은 전도성 재료(예를 들어, 금속) 또는 절연 재료로 만들어질 수 있다. 상기 엔드 캡(98)은 그 길이(상기 안테나 소자(40)의 길이방향 축을 따른 치수)를 감소시킴으로써 상기 방사 패턴의 형상 및 방향에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 일부 예에서, 상기 엔드 캡(98)은 상기 방사 패턴을 더 구형으로 할 수 있고, 적어도 부분적으로 그것이 상기 원위 말단 밖으로 향하는 것을 방지하도록 한다. 일부 구성에서, 상기 엔드 캡(98)은 상기 내부 도체(80) 또는 상기 나선형 도체(54)에 전기적으로 결합되지 않으며 이들 구성 모두로부터 절연된다. 일부 예에서, 상기 엔드 캡(98)은 상기 유전체 부재(70)에만 결합된다. 일부 다른 예에서, 상기 엔드 캡(98)은 접지된 도체, 예를 들어 도 4에 도시된 내부 도체(80)에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 엔드 캡(98)은 상기 외부 도체(82) 또는 상기 라디오 주파수 전원에 연결된 또 다른 도체에 결합될 수 없다.

도 5-9는 안테나 소자(40)의 다른 예들을 도시한다. 이들 예는 서로 다른 구성을 갖는 안테나 소자(40)를 도시하지만, 많은 특성, 구조 및 특징들이 도 3 및 4에 대하여 기재된 것들과 동일하거나 유사할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 권선의 수, 상기 권선들 사이의 간격, 유전체의 원주 및 두께, 및/또는 상기 외부 도체(82)의 폭 및 높이 등은 달라질 수 있으며 앞서 기재된 것일 수 있다.

이제 도 5를 참조하면, 상기 동축 케이블(42) 외부의 원위부를 둘러싸는 유전체 부재(100)를 갖는 안테나 소자(40)가 도시된다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대신할 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 동축 케이블(42)의 외부 도체(46)는 상기 안테나 소자(40)의 길이에 걸쳐 상기 안테나 소자(40)의 내부 도체(102)를 형성한다. 상기 내부 도체(102)는 상기 유전체 부재(100)에 결합되거나(bonded) 그렇지 않으면 커플링(coupled)될 수 있다. 상기 예에서 도 4의 안테나 소자(40)와 같이, 외부 도체(104)는 나선형, 구형 또는 기타의 패턴으로 상기 유전체 부재(100)의 외부 표면에 배치될 수 있다. 상기 동축 케이블(42)의 외부 도체(46)의 일부로서, 상기 내부 도체(102)는 접지로 접속될 수 있다. 상기 외부 도체(104)는 상기 라디오 주파수 전원에 연결될 수 있는, 상기 동축 케이블(42)의 내부 도체(44)에 접속될 수 있다. 도시된 바와 같이, 컷아웃 홈(cutout groove; 108)이 동축 케이블(42)의 원위 말단에 형성되어 상기 동축 케이블(42)의 내부 도체(44)와 상기 안테나 소자(40)의 외부 도체(102) 사이의 전기 접속을 수용하도록 할 수 있다.

일부 실시예에서, 도 5의 구성은 도 4의 경우보다 더 짧은 안테나 소자(40)를 제공할 수 있는데 이는 상기 유전체 부재(100)의 외부 직경이 더 커서 더 큰 원주를 갖기 때문이다. 따라서, 상기 외부 도체(104)는 안테나 튜닝 목적으로는 동일한 길이를 가질 수 있지만 더 적은 권선을 가질 수 있다. 따라서, 상기 안테나 소자(40)는 더 짧은 길이를 가질 수 있다. 일부 구성에서, 더 짧은 길이가 더 점원(point source)과 같이 작용할 수 있고 더 구형의 방사 패턴을 제공할 수 있다.

이제 도 6을 참조하면, 이는 안테나 소자(40)의 또 다른 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대신할 수 있다. 도 6은 도 4의 그것과 유사한 안테나 소자를 도시하며, 개별 부품들의 특성, 치수, 형상 및 개별 부품들의 크기는 도 4와 관련하여 기재된 것과 유사할 수 있다. 다른 실시예에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 별개의 슬리브가 또한, 그 도면과 관련하여 기재된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40) 위로 놓여질 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(42)는 도 4의 안테나 소자(40)와 유사하지만, 다만 예외로서 상기 안테나 소자(40)의 내부 도체(110)는 상기 동축 케이블(42)의 내부 도체(44)의 연장일 수 있거나 이에 접속된다. 또한, 상기 안테나 소자(40)의 외부 도체(112)는 상기 동축 케이블(42)의 외부 도체(46)에 접속될 수 있다. 따라서, 이러한 안테나 소자(40)가 마이크로스트립형 안테나 소자로서 기능하는 경우, 상기 외부 도체(104)는 접지면으로서 기능하며, 상기 내부 도체(102)는 마이크로스트립 트레이스로서 기능한다. 상기 외부 도체(112)가 접지면으로서 기능하는 동안, 그것은 또한 상기 유전체 부재(70)의 외부 둘레로 나선형 또는 구형 패턴으로 배치될 수 있으며, 이는 방사선(radiation)이 상기 권선들 사이의 간격을 통하여 전파되도록 할 수 있다. 상기 외부 도체(112)의 다른 패턴들도 또한 고려된다. 이들 구성에서, 상기 안테나 소자(40)는 내부 및 외부 나선형 랩(helical wrap)을 이용하여 슬롯 안테나(slot antenna)로서 기능할 수 있다. 전송된 에너지는 상기 외부 도체(112) 내 틈 사이를 통과할 수 있다.

도 6에 구성된 바와 같이, 공급 라인 신호는 상기 안테나 소자의 외부 둘레 보다는 상기 안테나 소자(40)의 중심으로 운반된다. 일부 구성에서, 상기 공급 라인 신호는 상기 안테나 소자의 중심으로 운반되고 더 작은 유전체 부재(70) 주위로 둘러싸여질 수 있다. 더 작은 유전체 부재(70)는 예를 들어 약 0.050 인치 직경을 가질 수 있다.

이제 본 발명의 일부 실시예에 따라 안테나 소자(40)의 또 다른 예를 도시하는 도 7 및 8을 참조할 것이다. 일부 실시예에서, 이들 안테나 소자(40) 각각은 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 별도로 대신할 수 있다. 이들 예는 증착, 스퍼터링 또는 기타 성장 또는 코팅 방법을 이용하여 제조될 수 있는 안테나 소자(40)를 보여준다. 예를 들어, 이들 구조들 중 하나 이상은 하나 이상의 성장 방법 및/또는 하나 이상의 박막 또는 후막 증착 방법, 예를 들어 스퍼터링, CVD 또는 증발 코팅 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 이들 안테나 소자(40)는 앞서 기재되고 도 4 내지 6을 참고로 도시된 바와 같이 동축 케이블(42)에 접속될 수 있다. 또한, 상기 안테나 소자(42)가 동축 케이블(42)에 접속되는 다른 형태들이 고려된다.

도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)는 유전체 부재(124), 내부 도체(128) 및 외부 도체(130)를 포함할 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)는 선택적으로 지지 로드(support rod; 120), 상기 지지 로드(120) 상에 형성된 지지층 (예를 들어 산화물층 등) (122) 및/또는 상기 유전체 부재(124)의 외부 및 상기 외부 도체(130) 상에 형성되는 외부 유전체층(126)을 포함할 수 있다.

언급된 바와 같이, 도 7 및 8의 안테나 소자(40)는 하나 이상의 성장 방법 및/또는 하나 이상의 박막 또는 후막 증착 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 유형의 제조는 도 7 및 8의 실시예와 관련하여 기재되지만, 이들 동일한 방법들이 도 3 내지 17에 도시된 다른 안테나 소자 실시예 각각을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 방법들 중 대표적 일 예가 이제 기재될 것이다.

도시된 바와 같이, 지지 로드(120)가 제공되어 그 위에 상기 안테나 소자(40)의 부품들 및 구조가 성장 또는 증착될 수 있다. 상기 지지 로드(120)는 다양한 길이, 예를 들어 약 0.040 내지 2.0 인치, 바람직하게는 0.04 내지 0.5 인치의 길이를 가질 수 있다. 상기 지지 로드(120)는 양극 산화되어(anodized) 그 외부 표면이 산화되어 지지층(122)을 형성하도록 할 수 있다. 상기 내부 도체(128)는 상기 지지 로드(120) 또는 상기 지지층(122) 상에 증착될 수 있다. 상기 내부 도체(128)의 재료는 스퍼터링 또는 기타의 방법을 이용하여 증착될 수 있다. 상기 내부 도체(128)는 리소그래피(lithography) 및 에칭 방법 또는 기타의 방법을 이용하여, 나선형 패턴과 같은 특정의 트레이스 패턴으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 지지 로드(120)는 전도성이어서 내부 도체(128)로서 이용될 수 있다. 따라서, 내부 도체(128)는 상기 지지 로드(120) 상에 증착될 필요가 없을 수 있다.

상기한 바와 같이, 상기 내부 도체가 제공된 다음에, 상기 유전체(124) (예를 들어, 질화규소)는 상기 지지층(122) 및 상기 내부 도체(128)의 노출부 위로 성장 또는 증착되어 상기 유전체 부재(124)를 형성할 수 있다. 그 다음 상기 외부 도체(130)가 상기 내부 도체(128)를 형성하기 위해 사용된 유사한 방법을 이용하여 상기 유전체 부재(124)의 외부 표면상에 형성될 수 있다. 상기 내부 도체(128) 및 상기 외부 도체(130)의 도전층은 약 10 내지 300 나노미터 사이일 수 있다. 선택적으로, 또 다른 유전체층(126)이 유전체 부재(124) 및 외부 도체(130)의 노출부 상에 성장, 증착 또는 그렇지 않으면 형성될 수 있다. 상기 유전체 부재(124)는 약 10 내지 300 나노미터, 예를 들어 약 20 내지 50 나노미터의 두께를 가질 수 있다. 상기 안테나 소자의 전체 직경은 약 0.01 인치 내지 0.125 인치일 수 있다.

도 7에 더 도시된 바와 같이, 상기 내부 도체(128)는 상기 동축 케이블(42)의 내부 도체(44)에 접속될 수 있고, 상기 외부 도체(130)는 상기 동축 케이블(42)의 외부 도체(46)로 접속될 수 있다. 이러한 접속은 또한 역전되어 상기 내부 도체(128)가 상기 동축 케이블(42)의 외부 도체(46)에 접속되고, 상기 외부 도체(130)는 상기 동축 케이블(42)의 내부 도체(44)로 접속될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 권선들 사이의 간격 및 권선 수는 물론 상기 내부 도체(128) 및 상기 외부 도체(130)의 치수는 상기 안테나를 원하는 주파수(들) 및/또는 원하는 조직(들)의 임피던스에 맞춰지도록 구성될 수 있고 그렇지 않으면 선택될 수 있다.

이제 도 8을 참조하면, 이는 제 2 내부 도체(132) (제 3 도체)를 포함하는 것을 제외하고 도 7의 안테나 소자(40)와 유사한 안테나 소자(40)를 예시한다. 상기 제 1 내부 도체(128) 및 제 2 내부 도체(132)는 모두 상기 지지 로드(120) 주위로 나선형으로 둘러싸이고 상기 유전체 부재(124)의 내부 표면상에 배치될 수 있다. 기타의 경우, 상기 안테나(40)가 또한 상기 제 2 내부 도체(132)와 동일한 원리를 이용하는 제 3 또는 제 4의 내부 도체(도시되지 않음)를 포함할 수 있음은 이해될 것이다. 마찬가지로, 기타의 경우 상기 안테나 소자(40)가 상기 제 2 내부 도체(132)와 동일한 원리를 이용하는 제 2 외부 도체, 제 3 외부 도체 또는 제 4 외부 도체(도시되지 않음)를 포함할 수 있음은 이해될 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 제 1 내부 도체(128)는 상기 동축 케이블(42)의 제 1 내부 도체(44a)에 접속될 수 있고, 상기 제 2 내부 도체(132)는 상기 동축 케이블(42)의 제 2 내부 도체(44b)로 접속될 수 있다. 도 2 및 도 8을 참조하면, 상기 라디오 주파수 전원(26)의 제어기(28)는 상기 제 1 내부 도체(128) 및 제 2 내부 도체(132)에 전달되는 에너지 위상(phase of energy)을 제어하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 제어기(28)는 상기 제 1 내부 도체(128) 및 제 2 내부 도체(132)에 전달되는 2개의 별개 신호들 사이에 위상 미분(phase differential)을 생성할 수 있다. 마찬가지로, 제 3 및/또는 제 4 내부 도체가 도 8의 상기 안테나 소자(40)에 첨가되는 경우, 상기 제어기(28)는 이들 도체 각각에 다른 위상을 갖는 에너지를 전달하도록 구성될 수 있다.

도 8의 2-위상 안테나 소자(40) 또는 3-위상 안테나 소자(도시되지 않음)와 같은 다위상 안테나 소자의 사용은 방출되는 방사 패턴의 크기와 형상, 그리고 결과적으로 어블레이션 영역을 조종하기 위해 이용될 수 있다. 따라서, 어블레이션 영역이 목표 구조(34)와 동일한 크기로 성형될 수 있도록, 또는 이들이 탐침 부재(20) (도 1에 도시됨) 근처의 목표 구조를 향해 배향될 수 있도록, 상대적 위상이 조절될 수 있다. 이러한 기능을 이용하여, 상기 어블레이션 영역은 상기 탐침 부재(20) 주위에서 원위로, 근위로 또는 축방향으로 이동될 수 있다. 그러한 다중성(manipulability)과 방향성(directionality)은 일부의 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)의 다중 도체들을 통해 전달되는 라디오 주파수 에너지 사이의 위상을 변화시킴으로써 생성될 수 있다.

서로 다른 위상을 갖는 신호들이 제공될 수 있는 2개 이상의 도체를 사용하는 것이 도 8에 대해서만 기재되고 예시되지만, 이러한 구조 및 특징은 도 2 내지 16의 다른 안테나 소자 실시예에 대해서도 사용될 수 있다. 따라서, 이들 도면의 단일 내부 도체 또는 외부 도체는, 각각이 별개의 신호를 전달하도록 구성된, 2개, 3개 또는 그 이상의 별개 도체들로 대체될 수 있다.

이제 도 9를 참조하면, 이는 안테나 소자(40)의 또 다른 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대신할 수 있다. 앞서 기재된 안테나 장치와 마찬가지로, 이러한 장치는 동축 케이블(42)로부터 유래할 수 있다. 상기 안테나 소자(40)는 도 4 내지 6에 도시되고 여기에 기재된 것과 동일한 구성을 가질 수 있는 하나의 내부(an inner portion)로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 내부는 도 6에 도시되고 이 도면을 참고로 기재된 것과 유사하다.

도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)는 상기 안테나 소자(40) 위로 선택적으로 배치되고, 예를 들어 한 세트의 스레드(threads; 143, 147) 또는 기타 조절가능한 커넥터, 예를 들어 누름 끼워맞춤되어 스레드 없이 회전 및 제 위치에 솔더링될 수 있는 브라스 슬리브(brass sleeves)를 통해 상기 동축 케이블(42)에 접속되는 슬리브(140)를 포함한다. 상기 슬리브(140)는 상기 동축 케이블(42)의 길이방향 축(그것의 길이를 따라 뻗어있는) 주위로 회전식으로 조절가능하고/하거나 상기 동축 케이블(42)의 길이방향 축을 따라 축방향으로 조절가능할 수 있다. 상기 슬리브(140)는 커넥터부(141) 및 안테나부(146)를 포함할 수 있다. 이들 두 부분은 예를 들어 열 접착 결합을 포함할 수 있는 솔더 또는 용접으로, 함께 결합될 수 있다. 이러한 결합은 상기 안테나부의 전체 근위 말단에 구리 또는 은 잉크를 첨가함으로써 도움될 수 있다. 상기 커넥터부(141)는 선택적으로 상기 슬리브(140)를 상기 동축 케이블(42)에 접속한다. 상기 안테나부(146)는 상기 안테나 소자(40)로부터 방출되는 방사선과 상호작용하여 방출된 방사 패턴을 원하는 방사 패턴을 생성하는 방식으로 변경하도록 하기 위해 이용되는 안테나 부품들을 포함할 수 있다. 일부 구성에서, 상기 안테나부(146)는 상기 안테나 소자(40)를 덮고 상기 안테나 소자(40)를 그 안에 적어도 실질적으로 둘러싸는 슬리브 또는 유전체 튜브(dielectric tube; 142)를 포함한다. 전자적 격리(electronic isolation)를 위해, 상기 유전체 튜브(142)와 상기 안테나 소자(40) 사이에 갭(148)이 구성될 수 있다. 이러한 갭(148)은 저장 및 사용하는 동안 유지될 수 있다. 상기 유전체 튜브(142)는 그 위로 위치하는 하나 이상의 도체(144)를 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 도체(144)는 전도성 트레이스일 수 있고 나선형 구성을 포함하여, 여기에 기재된 것들과 같은, 다양한 구성을 가질 수 있다. 상기 하나 이상의 도체(144)는 라디오 주파수 전원, 접지에 접속될 수 있거나, 독립적(free standing)이다.

상기 조절가능한 슬리브(140)에 조절성(adjustability)을 제공하기 위해, 상기 동축 케이블(42)의 외부는 스레드(145)를 포함할 수 있다. 이들 스레드(145)는 상기 동축 케이블(42)의 일부로서 제조되거나 상기 동축 케이블(42)을 제조한 후에 그것에 설치될 수 있다. 이들 스레드(145)는 브라스 또는 구리 스레드이거나 또는 다른 유형의 강성 또는 반-강성(semi-rigid) 재질로 제조될 수 있다. 상기 스레드(145)는 도시된 바와 같이 수 스레드(male threads)이거나 또는 기타의 스레드 유형일 수 있다. 일부 구성에서, 상기 슬리브(140)는 상기 스레드(145)를 거쳐 상기 동축 도체(42)에 선택적으로 결합된다. 상기 슬리브(140)는 또한 스레드(143), 예를 들어 도시된 암 스레드(female threads)를 포함하는 스레디드 커넥터부(threaded connector portion; 141)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 다른 조절가능한 부품들이 상기 동축 케이블(42)과 상기 슬리브(140) 사이에 배치되어 상기 조절가능한 슬리브(140) 상의 다양한 위치에서 상기 슬리브(140)가 상기 동축 케이블(42) 위로 결합될 수 있도록 한다.

상기 슬리브(140)가 상기 동축 케이블(42) 위로 스레드되는 거리를 조절함으로써 제조업자 또는 사용자는 상기 안테나 소자(40)를 특정 주파수로 조정할 수 있다. 일부 예에서, 제조업자는 상기 조절가능한 슬리브를 적절히 조정한 다음 상기 조절가능한 슬리브(140)를 제 위치에 고정식으로 결합시킬 수 있다(예를 들어, 기계적 솔더링, 열결합 및/또는 기타의 방법을 통해). 상기 슬리브(140)가 상기 스레드(145) 위로 나아갈 때 그것은 또한 회전된다. 이러한 운동은 상기 안테나 소자(40)의 주파수 응답을 변화시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 안테나 장치는 상기 어블레이션 공정 동안 반사되는 파워가 매우 낮거나 거의 없도록 구성된다. 상기 슬리브(140)가 상기 안테나 소자(40) 위에 배치되면, 결과 얻어지는 방사 패턴이 영향을 받을 수 있어서, 상기 결과 얻어지는 방사 패턴의 형상 및/또는 크기를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 유전체 튜브(142) 및 상기 슬리브(140)의 외부 도체(144)는 상기 내부 안테나 소자(40)와 함께 결합된 안테나 소자로서 작용하도록 기능할 수 있다. 이러한 구성은 적절히 튜닝될 경우 구형 또는 거의 구형의 어블레이션 패턴을 생성할 수 있는 짧은 안테나 소자를 제공할 수 있다. 상기 슬리브(140)의 스레드와 상기 동축 케이블 상의 스레드(145) 사이의 인터페이스는 상기 슬리브(140)가 특정 거리로 스레드된 후에 고정된 위치에 있도록 할 만큼 충분히 단단(tight)할 수 있으며 또한 상기 슬리브(140)가 필요에 따라 조절될 수 있을 정도로 충분히 느슨할 수 있음이 이해될 것이다.

일부 실시예에서, 고정된 슬리브(도시되지 않음)는 상기 조절가능한 슬리브 대신 사용된다. 상기 고정 슬리브는 상기 동축 케이블(42)에 기계적으로 및/또는 전기적으로 결합될 수 있다. 상기 고정 슬리브는 상기 조절가능한 슬리브(140)와 유사한 안테나부(146)를 가질 수 있다. 상기 고정 슬리브는 상기 안테나 장치가 원하는 주파수 또는 주파수 범위로 조정되는 위치 및 방향으로 고정될 수 있다.

상기 안테나 소자(40), 상기 유전체 튜브(142), 상기 외부 도체(144), 상기 갭(148) 및 기타 부품들의 다양한 치수 및 비율은 원하는 방사 패턴을 형성하는 형상 및 크기로 될 수 있음은 이해될 것이며 여기에 기재된 바와 같다.

또한, 상기 유전체 튜브(142)의 원위 말단은 도시된 바와 같이 각진(angled) 엣지 또는 지점을 형성하는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 이러한 원위 말단은 피부 또는 기타 신체의 부분들을 관통하기 위한 바늘 머리로서 사용될 수 있다. 일부의 경우, 이러한 원위 말단은 코팅, 보호 커버 또는 기타의 부재를 통해 강화, 격리 및/또는 절연될 수 있다.

도 10은 안테나 소자(40)의 또 다른 예를 도시하며, 이는 상기 유전체 부재(70)의 외부 표면에 위치하는 복수의 전도성 입자(150)를 갖는다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대신할 수 있다. 앞서 기재된 안테나 소자들과 유사하게, 이 안테나 소자(40)는 동축 케이블(42)에 접속될 수 있고, 이를 통해 그것은 라디오 주파수 전원 및/또는 접지에 접속된다.

도시된 바와 같이, 상기 동축 케이블(42)의 내부 도체(44)는 상기 안테나 소자(40) 내로 연장되어 상기 안테나 소자(40)의 내부 도체(110)를 형성할 수 있다. 유전체 튜브(70)는 상기 내부 도체(110) 주위로 배치될 수 있고, 엔드 캡(98)은 선택적으로 상기 안테나 소자(40)의 원위 말단에 배치 및/또는 결합될 수 있다. 앞서 언급된 보충물(complements)의 치수 및 특성은 도 4의 실시예와 관련하여 기재된 것과 유사할 수 있다. 상기 동축 케이블(42)의 외부 도체(46)는 상기 안테나 소자(40)의 유전체 튜브(70)의 외부 표면 위로 연장되어 외부 도체(152)를 형성하는 적어도 일부를 가질 수 있다. 상기 외부 도체(152)는 상기 유전체 튜브(70)의 외부 표면상에 위치하는 복수의 전도성 입자(150)와 전기 접점(electrical contact)을 형성할 수 있다. 상기 복수의 전도성 입자(150)는 상기 안테나 소자(40)의 방사 패턴에 영향을 주기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 동축 케이블(42)의 내부 도체(44)는 상기 안테나 소자(40)의 외부 도체(152)에 접속될 수 있고, 상기 동축 케이블(42)의 외부 도체(46)는 상기 안테나 소자(40)의 내부 도체(110)에 접속될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 복수의 전도성 입자(150)는 프랙탈(fractal) 안테나와 유사한 기능을 하므로, 여기서는 유사-프랙탈 안테나(pseudo-fractal antennas)라고 한다. 프랙탈 안테나는 프랙탈 디자인 또는 자가-유사 디자인(self-similar design)을 사용하여, 주어진 총 표면적 또는 부피 내에서 전자기 방사선을 수신 또는 전달할 수 있는 재질의 길이 또는 둘레를 최대화하도록 하는 안테나이다. 일부의 예에서, 상기 복수의 전도성 입자(150)는 상기 안테나 소자(40)의 둘레를 증가시키는, 적어도 약간의 자가-유사 디자인, 형상 및 크기를 가져서, 상기 안테나 소자(40)가 더 짧은 길이(154)를 갖고 더 구형의 방사 패턴을 제공하도록 한다. 프랙탈 안테나의 응답은 다수의 서로 다른 주파수에서 동시에 우수하거나 뛰어난 성능으로 작동할 수 있기 때문에, 상기 다수의 유사-프랙탈 전도성 입자(150)의 프랙탈-성질은 또한 상기 안테나 소자의 성능 및 조정 가능성을 개선할 수 있다.

상기 복수의 전도성 입자(150)는 다양한 유형의 전도성 금속의 소형 입자일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 복수의 전도성 입자(150)는 알루미늄, 구리, 은, 기타 전도성 입자 또는 이들의 조합 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 상기 전도성 입자(150)의 크기는 약 100 내지 320 메쉬(약 150 내지 40 미크론)일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 전도성 입자(150)의 크기는 약 50 내지 625 메쉬(약 300 내지 20 미크론)이다. 다른 실시예에서, 상기 전도성 입자(150)의 크기는 약 250 내지 300 메쉬 (약 105 내지 74 미크론)이다.

일부 예에서, 상기 복수의 전도성 입자(150)는 결합 부재를 이용하여 함께 결합될 수 있다. 상기 결합 부재는 접착제, 금속 잉크 또는 또 다른 전도성 결합 부재일 수 있다. 예를 들어, 금속 잉크는 상기 유전체 부재(70)의 외부 표면에 적용될 수 있다. 그 다음, 젖은 금속 잉크를 갖는 상기 유전체 부재(70)의 일부는 상기 금속 잉크에 접착된 복수의 전도성 입자(150)를 갖는 용기 내로 넣어질 수 있다. 상기 유전체 부재(70), 금속 잉크 및 복수의 전도성 입자(150)는 경화될 수 있다. 일부 구성에서, 경화는 약 15분 동안 섭씨 약 500도 오븐에서 일어난다. 다른 경화 방법들이 또한 이용될 수 있다. 다른 예에서, 상기 복수의 전도성 입자(150)는 부분적으로 용융되어, 인접 입자들은 결합 부재 없이 함께 결합된다.

도 11은 유전체 부재(160) 내에 위치하는 복수의 전도성 입자(150)를 갖는 안테나 소자(40)의 일 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대체할 수 있다. 앞서 기재된 안테나 소자들과 유사하게, 이러한 안테나 소자(40)는 동축 케이블(42)에 접속될 수 있고 이를 통해 라디오 주파수 전원 및/또는 접지에 접속된다. 이러한 안테나 소자(40)는 상기 안테나 소자(40)의 원위 팁으로부터 바깥쪽으로 상기 탐침 부재(20)(도 1 및 2에 도시됨)의 길이방향 축을 따라 방사 패턴을 배향시키도록 이용될 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)는 원통형 튜브 형상의 유전체 부재(160)를 포함한다. 외부 도체(112)는 상기 유전체 부재(160)의 외부 표면에 배치된다. 상기 외부 도체(112)는 상기 동축 케이블(42)의 외부 도체(46)에 접속된다. 상기 안테나 소자(40)의 내부 도체(110)는 상기 동축 케이블(42)의 내부 도체(44)의 연장이거나 이에 접속된다. 상기 내부 도체(110)는 상기 유전체 부재(160) 내에 위치하는 복수의 전도성 입자(150)에 전자 결합된다. 상기 복수의 전도성 입자(150)는 도 10의 안테나 소자(40)와 관련하여 기재된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)의 방사 패턴에 영향을 주기 위해 이용될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 상기 안테나 소자(40)는 상기 유전체 부재(160) 내에 상기 전도성 입자(150)를 보유하는 것을 보조하는 엔드 캡을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 안테나 소자(40)는 상기 유전체 부재(160) 내에 상기 전도성 입자(150)를 보유하기 위해 밀봉될 수 있다.

도 12는 유전체 부재(160) 내에 복수의 전도성 와이어(170)가 위치하는 안테나 소자(40)의 일 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대신할 수 있다. 앞서 기재된 안테나 소자들과 마찬가지로, 이러한 안테나 소자(40)는 동축 케이블(42)에 접속될 수 있고 이를 통해 라디오 주파수 전원 및/또는 접지에 접속된다.

도 12의 안테나 소자(40)는 도 11의 안테나 소자와 유사할 수 있는데, 예외적으로 복수의 전도성 입자가 복수의 전도성 와이어(170)로 대체될 수 있다. 상기 전도성 와이어(170)는 미세/소형 와이어 스트랜드(fine/small wire strands), 섬유 또는 기타 소형화된 긴 전도성 구조를 포함할 수 있다. 그러한 와이어는 비교적 적은 두께, 예를 들어 약 1-10 밀리미터를 가질 수 있다. 상기 와이어의 일부는 상기 안테나 소자(40)로 연장되는, 동축 케이블(42)의 내부 도체(44)의 일부일 수 있을 것이다. 상기 전도성 와이어(170)의 용도 및 기능은 그들이 상기 안테나 소자(40)의 방사 패턴에 유사하게 영향을 준다는 점에서 상기 전도성 입자의 그것과 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 전도성 와이어(170)는 상기 안테나 소자(40)의 길이방향 축을 따라 정렬될 수 있다. 또한 및/또는 선택적으로, 상기 전도성 와이어(170)는 서로에 대하여 접히거나, 함께 둘러싸이거나(wrapped together), 함께 묶이거나, 또는 상기 유전체 부재(160) 내에 질서있게 또는 무질서하게 삽입될 수 있다. 상기 전도성 와이어(170)는 기계적 화학적 또는 기타 그러한 결합 장치일 수 있는 커플링(172)을 이용하여 상기 내부 도체(110)에 결합될 수 있다.

또한 도시된 바와 같이, 상기 복수의 전도성 와이어(170)의 일부는 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 상기 와이어의 서로 다른 길이는 상기 안테나 소자(40)의 주파수 범위 및 전체 임피던스의 안정화를 도울 수 있다. 예를 들어, 어블레이션 공정 내내 정상파 반사 파워(standing wave reflected power)는 약 50 ohms에서 유지될 필요가 있을 수 있는데, 이는 서로 다른 길이의 와이어를 이용하여 달성될 수있다. 이들 길이는 약 0.1 내지 4 인치, 약 1.3 내지 3 인치, 또는 약 0.5 내지 2.5 인치일 수 있다. 또한, 각 와이어의 직경 또한 달라질 수 있다.

일부 실시예에서, 도 12의 안테나 소자(40)는 상기 유전체 부재(160) 내에 상기 전도성 와이어(170)를 보유하도록 돕는 엔드 캡을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 안테나 소자(40)는 상기 유전체 부재(160) 내에 상기 전도성 와이어(170)를 보유하기 위해 밀봉될 수 있다.

도 13은 상기 유전체 부재(70)의 외부 표면에 프랙탈 패턴으로 위치하는 외부 도체(180)를 갖는 안테나 소자(40)의 일 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대체할 수 있다. 또한, 상기 프랙탈 패턴이 이전 도면에 도시된 나선형 패턴을 대체할 수 있다. 일부 실시예에서는, 이러한 프랙탈 패턴의 구성 및 기타 구성이 도 4 내지 6에 도시된 안테나 소자들의 나선형 패턴을 대신할 수 있다. 일부의 경우, 상기 프랙탈 패턴은 다양한 방식으로, 예를 들어 반-나선(semi-helical) 방식으로 상기 유전체의 외부 표면 주위로 둘러싸일 수 있다.

도 14는 안테나 소자(40)의 외부 표면의 일부에만 위치하는 외부 도체(190)를 갖는 안테나 소자(40)의 일 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대체할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서는, 이러한 안테나 패턴 및 기타 안테나 패턴 또는 기타 유사 안테나 패턴이 도 4 내지 6에 도시된 안테나 소자들의 나선형 패턴을 대신할 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 도체(190)는 상기 유전체 부재(70)의 단지 하나의 사분면(quadrant), 2개의 사분면, 3개의 사분면, 및/또는 사분면의 일부 둘레로 위치한다. 이들 구성은 상기 안테나 소자(40)가 상기 전체 안테나 소자(40) 주위로 일정한 방사 패턴을 제공하거나 또는 맞춤형(customized) 또는 방향성 방사 패턴을 제공하도록 구성될 수 있도록 한다.

이제 도 15 및 16을 참조하면, 이들은 튜브형 구성과 대조되는, 비교적 평평한(flat) 구성을 갖는 유전체 부재(200)를 이용하여 형성된 안테나 소자(40)의 예들을 도시한다. 일부 실시예에서, 이들 안테나 소자(40)는 각각 별도로 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대신할 수 있다. 또한, 비교적 평평하거나 평면형 부재를 갖는 것과는 별도로, 이들 안테나 소자들은 앞서 기재된 안테나 소자 실시예에서와 동일한 특징, 재질, 두께 등을 포함할 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)는 원통형 또는 튜브형이라기 보다 평면형일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 안테나 소자(40)는 다른 비-원형 단면, 예를 들어 사각형, 삼각형 또는 기타 다각형 단면을 가질 수 있다. 또한, 상기 안테나 소자(40)는 안테나 장치의 길이에 걸쳐 다른 형상의 단면 및 비균일 단면을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 안테나 소자(40)는 제 1 도체(204), 유전체(202) 및 제 2 도체(202)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제 1 도체(204)는 접지에 접속된 접지 평면이고 상기 제 2 도체(202)는 라디오 주파수 전원(예를 들어, 도 1의 라디오 주파수 전원(26))에 접속된 마이크로스트립 트레이스이다. 다른 실시예에서, 상기 제 2 도체(202)는 접지 평면이고 상기 제 1 도체(204)는 라디오 주파수 전원에 접속된다. 일부 실시예에서, 상기 유전체(200)는 약 4 내지 약 30의 유전 상수를 갖는다.

이제 도 16을 참조하면, 이는 안테나 소자(40)의 다른 실시예들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 상기 안테나 소자(40)는 적층된 부품들의 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나 소자(40)는 도시된 바와 같이, 일 세트의 유전체 기판 사이에 위치하는 일 세트의 도체를 포함할 수 있다. 도시된 안테나 소자(40)는 순서대로 제 1 도체(202), 제 1 유전체(200), 제 2 도체(204), 제 2 유전체(210) 및 제 3 도체(212)로 구성되는 일 스택의(a stack of) 자재를 포함한다. 일부 구성에서, 상기 제 2 도체(204)는 접지 평면일 수 있고 상기 제 1 도체(202) 및 상기 제 3 도체(212)는 마이크로스트립 트레이스일 수 있다. 또는, 상기 제 1 도체(202) 및 상기 제 3 도체(212)는 접지 평면을 절단할 수 있고 상기 제 2 도체(204)는 공급 신호에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 유전체(200, 210)는 약 4와 약 30 사이의 유전 상수를 갖는다.

이제 도 17을 참조하면, 이는 나선형 쌍극자 안테나로서 구성된 안테나 소자(40)를 도시한다. 일부 실시예에서, 이러한 안테나 소자(40)는 도 1 또는 2에 도시된 안테나 소자(40)를 대신할 수 있다.

일부 실시예에서, 도 17의 안테나 소자(40)는 실질적으로 구형의 방사 패턴을 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 안테나 소자(40)는 2개의 도체: 제 1 도체(232) 및 제 2 도체(234)를 포함할 수 있다. 이들 도체들 중 하나는 접지에 결합될 수 있고 다른 하나는 공급 라인에 결합된다. 일부 실시예에서는 상기 제 1 도체(232)가 접지에 결합되는 반면, 다른 실시예에서는 상기 제 2 도체(234)가 접지에 결합된다. 상기 안테나 소자(40)는 제 1 나선부(236) 및 제 2 나선부(238)를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 도체(232, 234)는 각각에 대하여 실질적으로 평행으로 배치되고 상기 제 1 나선부(236)의 중심을 관통하는 길이방향 축(242)에 실질적으로 평행하게 배치된다. 중심점(240)에서, 상기 제 1 도체(232)는 우회하여 상기 제 1 나선부에서 상기 제 1 및 제 2 도체(232, 234)의 평행한 부분 및 상기 길이방향 축(242) 둘레를 감는 코일을 형성한다. 상기 중심점(240)에서, 상기 제 2 도체(234)는 우회하여 상기 제 2 나선부에서 상기 제 1 도체(236)와 마주보는 일반 방향에서 상기 길이방향 축(242) 둘레를 감는 코일을 형성한다. 이러한 방식으로, 상기 제 1 및 제 2 도체(232, 234)는 실질적으로 튜브형인 공간 영역으로 유지되므로, 상기 제 1 및 제 2 도체(232, 234)가 도 1에 도시된 바와 같이, 탐침 부재(20) 내로 삽입되도록 한다.

도 17의 안테나 소자(40)는 마이크로파 에너지를 전달하고 인접 조직을 제거하는 어블레이션-레벨 온도를 생성하도록 상기 안테나 소자(40)를 구성하는 부품, 치수 및 특성들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유전체(도시되지 않음)는 상기 안테나 소자(40) 내부 및 주변에 위치한다. 다른 실시예에서, 상기 안테나 소자(40)는 냉각 시스템을 포함한다. 일부 실시예에서, 권선 수, 각 권선의 치수, 권선들 사이의 간격, 각 도체의 두께, 및/또는 유전체의 유전 상수는 원하는 전달 특성을 생성하도록 구성된다. 다른 실시예에서는, 나선형 랩(helical wraps) 및 유전 절연체(dielectric insulators)가 또한 박막 증착법, 예를 들어 RF 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering), 증발식 이온 코팅 및 화학 증기 증착 또는 기타의 방법에 의해 적용될 수 있다. 유전 절연체를 위해 사용되는 재료는 산화알루미늄 및/또는 질화규소를 포함할 수 있다. 나선형 랩은 알루미늄 은, 니켈 및/또는 구리로 구성될 수 있다.

본 발명은 여기에 폭넓게 기재되고 이후 청구범위에서 청구되는 바와 같은 구조, 방법 또는 기타 필수적 특성들로부터 벗어나지 않고 기타의 구체적 형태로 구체화될 수 있다. 상기 기재된 실시예들은 모든 면에서 단지 예시로서 고려되어야 하며, 제한적이지 않다. 따라서 본 발명의 범위는 앞선 기재에 의해서라기 보다, 첨부하는 특허청구범위에 의해 표시된다. 특허청구범위의 의미 및 그 균등 범위 내에 포함되는 모든 변화는 그 범위에 포함되는 것이다.

10: RFA 장치
20: 탐침 부재
22: 원위 말단
26: 라디오 주파수 전원
28: 제어기
30: 피부
32: 조직
34: 목표 조직
40: 안테나 소자
42: 동축 케이블
44, 72, 80, 102: 내부 도체
46, 74, 82, 112: 외부 도체
48: 유전체
50: 냉각 튜브
54: 나선형 도체
60: 샤프트
66: 센서
70, 100, 160: 유전체 부재
76: 내부 루멘
78: 접지
98: 엔드 캡
146: 안테나부
142: 유전체 튜브
148: 갭
120: 지지 로드
150: 전도성 입자

Claims

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내부 도체를 제공하고;
튜브 형상을 형성하는 유전체층을 상기 중심 도체의 외부에 증착시키고;
상기 유전체층의 외부 표면에 외부 도체를 증착시키는 것으로 구성되는 고주파 열치료(RFA) 안테나의 제조 방법으로서,
상기 내부 도체를 제공하는 것은
지지 로드를 제공하고;
상기 지지 로드 상에 전도성 재료층을 증착시키고;
상기 전도성 재료층의 하나 이상의 부분을 제거하여 소정의 패턴을 갖는 상기 전도성 재료의 스트립이 상기 지지 로드 상에 남도록 하는 것으로 구성되는 고주파 열치료(RFA) 안테나의 제조 방법.
청구항 23에 있어서, 상기 외부 도체를 증착시키는 것은
상기 유전체층 상에 전도성 재료층을 증착시키고;
상기 전도성 재료층의 하나 이상의 부분을 제거하여 소정의 패턴을 갖는 상기 전도성 재료의 스트립이 상기 유전체 상에 남도록 하는 것으로 구성되는 고주파 열치료(RFA) 안테나의 제조 방법.
청구항 24에 있어서, 상기 소정의 패턴은 나선형, 프랙탈 또는 유사-프랙탈 패턴 중 하나인 고주파 열치료(RFA) 안테나의 제조 방법.
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청구항 23에 있어서,
상기 내부 도체를 라디오 주파수 소스 또는 접지 중 하나에 접속하고;
상기 외부 도체를 상기 라디오 주파수 소스 또는 상기 접지 중 다른 하나에 접속하는 것으로 더 구성되는 고주파 열치료(RFA) 안테나의 제조 방법.
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