KR20210013048A - 자궁 경부를 위한 마이크로파 애플리케이터 - Google Patents

자궁 경부를 위한 마이크로파 애플리케이터 Download PDF

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매튜 도날 키드
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Abstract

마이크로파 안테나 장치는 애퍼처를 규정하는 전기 전도성 접지 요소, 애퍼처를 통해 연장되고 원위 단부에서 종결되는 전기 전도성 세장형 요소, 및 하나 이상의 전기 요소들을 포함한다. 유전체 요소들 중 하나 이상은 세장형 요소 및 접지 요소를 서로 전기적으로 절연시킨다. 마이크로파 안테나 장치는 인간 유두종 바이러스(HPV)에 감염되고/되거나 자궁경부 상피내 종양(CIN)으로 진단된 자궁경관의 하나 이상의 영역들 같은 자궁경의 하나 이상의 영역들에서 치유 효과를 제공하거나 하나 이상의 그런 영역들에서 정확한 생물학적 응답을 생성하기 위해 자궁경의 표면 조직에 마이크로파 에너지를 방사하는 데 사용하도록 구성될 수 있다. 마이크로파 안테나 장치는 자궁경 표면 조직의 국소화된 비절제 고열, 자궁경 표면 조직의 국소화된 절제, 및/또는 자궁경 표면 조직의 소작화를 위해 구성될 수 있다.

Description

자궁경을 위한 마이크로파 애플리케이터
본 개시내용은 자궁경의 표면 조직으로 마이크로파 에너지를 방사하는 데 사용하기 위한 특히 배타적이지 않게 상피 질환 조직들 또는 자궁경부 종양과 같은 조직들에 영향을 미치는 상태들을 치료하는데 사용하기 위한 마이크로파 안테나 장치 또는 애플리케이터(applicator), 마이크로파 어셈블리 및 마이크로파 시스템에 관한 것이다. 본 개시내용은 또한 마이크로파 안테나 장치 또는 애플리케이터를 제조하는 방법들 및 마이크로파 안테나 장치 또는 애플리케이터를 사용하여 마이크로파 에너지를 자궁경의 표면 조직으로 방사하는 방법들에 관한 것이다.
마이크로파 애플리케이터를 이용하여 마이크로파 에너지를 자궁경의 표면 조직으로 방출하여 가열을 촉진하고 자궁경의 표면 조직에서 생물학적 효과를 활성화하는 것이 알려져 있다. 이러한 생물학적 효과들의 정확한 특성은 아직 정량화되지 않았지만, 소정 생물학적 응답, 그 크기 또는 생물학적 응답이 나타나는 데 걸리는 시간을 담당하는 것은 열만이 아닐 수 있다. 열 효과는, 조직들이 40 ℃ 내지 50 ℃ 범위에 있을 때 나타난다. 이론에 얽매이지 않고, 비절제 마이크로파 에너지가 2'-5'-올리고아데닐레이트 합성 효소와 같은 소정 인터페론 조절 효소를 상향조절할 수 있다고 상정된다. 이것은, 바이러스 및 숙주 RNA를 분해하여 바이러스 공격에 대응하는 항바이러스 효소이다. 이 효소는 2'-특이적 뉴클레오티딜 전달 응답들에서 (아데노신 트리포스페이트) ATP를 이용하여 2'-5'- 올리고아데닐레이트를 합성하여, 잠복성 리보뉴클레아제(RNASEL)를 상향조절하고, 바이러스 RNA의 분해를 촉진하고 바이러스 복제를 억제한다. RNASEL의 상향조절은 비절제 치료의 하나의 수단으로 자궁경부 조직에 존재하는 불멸화된 E6/E7 각질 세포에 대한 선택적 독성을 치유적으로 타겟화하는 데 사용될 수 있다.
마이크로파 안테나 구현에 대한 또 다른 제한은, 유전체와 타겟 조직 사이의 임의의 공극이 설계에 충분히 수용되고 튜닝을 통해 제조시 제어되지 않는 한 마이크로파 작동 성능에 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 공극들은 또한 고차 모드들의 형성을 허용하며 고전력 애플리케이션들에서 전극의 아크 및 연소를 유발하는 고장 원인을 생성할 수 있다. Er 20 Er 40 Er 70 등의 고유전성 조직에서와 같이 유전체의 비유전율 또는 엡실론비(epsilon relative)(Er) 값이 주변 공기(Er 1)의 값보다 훨씬 큰 경우 공극들의 영향은 특히 관련이 있다.
타겟 조직의 유전 특성은 생물학적 응답과 온도 범위(40 ℃ 내지 50 ℃)를 달성하는 데 필요한 에너지를 결정하는 요소이다. 조직들의 전기 전도도는 다른 요소이다. 그러므로, 필요한 에너지 범위는 다양하며 전력(0.1 W 내지 20 W)과 시간(0.1 내지 30 초)의 조합을 변경하여 제어될 수 있다.
자궁경부 상피내 종양(CIN)은 인간 유두종 바이러스(HPV)와 연관된 자궁경관의 일반적인 전암 상태이고, 이는 누구에게나 발생할 수 있지만 생식력을 유지하고 치료를 원하는 젊은 여성에게서 흔히 발견되며 종종 외과적 절제를 수반한다. 병변은 다음 3 개의 단계 중 어느 하나에 존재할 수 있다: 이형성의 정도에 따라 CIN1, CIN2 또는 CIN3: CIN1은 CIN2(보통)에서 가장 낮고(약함) CIN3은 가장 높음(심각)이다. 총체적으로 CIN2+는 CIN2(보통) 및 CIN3을 지칭한다.
자궁경부암 예방을 위한 전암 병변들의 선별 및 치료에 대한 세계보건기구(WHO) 지침에 따르면: 보충 자료: 각 권장 사항에 대한 GRADE 증거-권장 표들 및 증거 프로필들, 2013년, WHO 표준 관행은 세포학(Pap 테스트)을 사용하여 여성을 선별하는 것이며, 세포학 결과들이 양성인 경우, CIN 진단은 후속 질확대경검사, 의심스러운 병변들의 생검에 기반하고, 이어서 CIN2+가 조직학적으로 확인된 경우에만 치료한다. CIN2+는 10 내지 20 년에 걸쳐 자궁경관 침윤성 암으로 진행될 수 있다.
자궁경관은 자궁의 하부 원통형 원위 부분을 나타내고 외자궁경부와 내자궁경부 2 개의 영역들로 나뉜다. 외자궁경부는 검경 검사 중에 볼 수 있다. 내자궁경부(또는 자궁내 경관)는 질강과 자궁경관의 내부 os 사이에 통로를 형성하는 자궁경관 내강이다. 자궁내 경관의 상한은 내부 os 또는 협부라고 칭해지고 내자궁경부에서 자궁내막으로의 전환을 표시한다.
초기 감염이 자궁경부 영역 어디에서나 발생할 수 있지만, 후속 이형성의 원인은 2 개의 상이한 타입들의 세포들(원주와 비늘 형상 상피)이 만나는 영역에서 발생한다. 이 교차점은 사춘기 이전 동안 사춘기 이후로 이동하고 "형질전환 존"을 떠난다.
형질전환 존 타입 1(T1) CIN에서, 외자궁경부 영역의 하부 외부 표면만 종양에 의해 교란되고; 이는 조작없이 검사시 완전히 볼 수 있다. 형질전환 존 타입 2(T2) CIN에에서, 외자궁경부 및 내자궁경부 영역과 종양의 조합이 있고, 이는 조작없이 다시 볼 수 있다. 형질전환 존 타입 3(T3) CIN에서, 조작을 통해 3mm의 os를 시각적으로 노출할 수 있도록 가시성의 제한을 넘어서는 자궁내의 컴포넌트의 추가 확장이 있다.
CIN은 레이저 요법, 가열 또는 동결, 온열 및 냉동 요법과 같은 절제 요법들과 같이 자궁경관을 덮는 세포들의 외과적 절제에 의한 제거 또는 파괴에 의해 자궁경관 수술로 치료될 수 있다. 이것은 대부분의 경우들에 효과적이지만, 수술은 출혈 및 감염과 같은 즉각적인 원하지 않는 효과를 유발하거나, 자궁경관의 흉터 및 이른(조기) 분만으로 인한 생리 어려움을 포함한 이후 합병증들을 유발할 수 있다.
루프전기절제술(LEEP)은 고급 자궁경부 전암 병변들(CIN2+)을 치료 및 관리하기 위한 일반적인 외과적 침습적 시술이다. LEEP는 여성이 등을 대고 다리를 스터럽(stirrup)들에 눕히고, 엉덩이를 테이블 하부 에지(등측 쇄석술 위치)에 두고 수행된다. 검경은 질에 삽입되고 자궁경관은 조명된 쌍안 또는 단안 현미경(질경)의 초점이다. 상이한 지리적 영역들에서, LEEP는 또한 LLETZ(Large Loop Excision of the Transformation Zone)으로 알려져 있다.
LEEP 중재들은 후유증의 상당한 위험을 수반한다. LEEP로 치료받은 환자 중 67 %가 통증을 보고하고, 86 %(개입 후 2 내지 8 주) 출혈, 65 %가 퇴원한다 - 문헌(the TOMBOLA(Trial Of Management of Borderline and Other Low-grade Abnormal smears) Group, "After-effects reported by women following colposcopy, cervical biopsies and LLETZ: results from the TOMBOLA trial", BJOG: An International Journal of Obstetrics & Gynaecology, 116: 1506-1514, 2009) 참조. LEEP 치료 영역의 후속 가장 소작법은 환자들이 경험하는 지연된 출혈 사고에 영향을 미치고 고통에 기여할 수 있다. 소작법의 가장 일반적인 방법들은, 환자들의 엉덩이 아래에 패드를 놓아 고정 전극을 형성하는 단극 투열 요법이다. 제2 전극은 수술기구의 작은 표면적에 의해 에너지가 집중되는 원하는 소작 부위에 배치된다. 전기 회로는 환자의 몸에 전류를 통과시킴으로써 완성된다. LEEP 치료의 일부로서 이 2 차 치료는 환자에게 전기 충격과 화상을 도입하여 추가 불편을 가할 수 있다 - 문헌(Cheney, F.W., Posner, K.L., Caplan, R.A. and Gild, W.M., "Burns from warming devices in anesthesia: A closed claims analysis," Anesthesiology, 80(4), pp. 806-810, 1994) 참조.
이들 치료받은 환자의 약 10 %는 안심을 위해 일반의를 방문하거나 또는 감염이 의심되는 경우 항생제를 찾는다. 이후 변화들은 또한 70 %가 생리 패턴에 방해를 경험하는 것을 포함한다. 환자를 위한 최대 6 주 동안의 생활 습관 변화들은 또한 성교나 탐폰(tampon) 사용을 포함하지 않는다.
CIN 치료로서 LEEP의 효과는 14 개월 추적 기간 동안 86 % 내지 98 %로 보고되었다 - 문헌(Boonlikit, S. and Srichongchai, H., "Comparison of Recurrence Rates with Contour-Loop Excision of the Transformation Zone(C-LETZ) and Large Loop Excision of the Transformation Zone(LLETZ) for CIN," Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, 15(15), pp. 6005-6008, 2014) 참조. 5 년의 장기간에 걸쳐, 효능은 43 %까지 낮을 수 있다 - 문헌(Flannelly, G., Bolger, B., Fawzi, H., Lopes, A. and Monaghan, J.M., "Follow up after LLETZ: could schedules be modified according to risk of recurrence?", BJOG: An International Journal of Obstetrics & Gynaecology, 108(10), pp. 1025-1030, 2001) 참조. 질환 조직의 근절은 LEEP 개입의 목적이다. HPV 바이러스는 시술 후 22 %의 환자들에게 여전히 존재하며 전반적인 효능률 저하에 기여하는 요인을 형성한다. 이 비율은 외과적 개입들이 있을 때 HPV 감염의 다른 징후인 사마귀의 재발과 유사하고 30 %가 다시 나타난다 - 문헌(Lipke, M.M., "An armamentarium of wart treatments," Clinical Medicine & Research, 4(4), pp. 273-293, 2006) 참조. 개입 중에 방출된 HPV 입자들은 또한 LEEP 시술에 의해 생성된 기체 플룸(plume)에 HPV의 존재가 또한 추출을 요구하는 레이저 절제 기법들과 유사하기 때문에 기여 요인이 될 수 있다 - 문헌(Sood, A.K., Bahrani-Mostafavi, Z., Stoerker, J. and Stone, I.K., "Human papillomavirus DNA in LEEP plume," Infectious Diseases in Obstetrics and Gynecology, 2(4), pp. 167-170, 1994) 참조.
또한 냉동수술 및 동결절제로 알려진 한냉요법은 조직들을 파괴하기 위해 극한의 냉기를 사용한다. 얼음 결정들은 소정 온도 미만의 세포들에서 형성되어 세포막을 찢어 영구적으로 손상시켜 세포를 죽인다. 저온의 소스는 액체 질소 또는 다른 가스들에서 나올 수 있고 바늘을 통해 전달되어 충격을 국소화시킬 수 있다. 다른 환자 조직들이나 작업자에게 우발적인 손상이 발생하지 않도록 엄격한 건강 및 안전 지침들이 사용된다. 흉터는 빈번한 이 과정의 추가적인 부작용이다.
레이저 요법은 예를 들어 집중된 CO2 레이저를 사용하여 조직들을 파괴하도록 태우는 데 사용할 수 있는 대안적인 절제 기법이다. 이는, 침투 깊이가 한냉요법의 영향보다 훨씬 적더라도 고도로 국소화되는 기법이다. 기화 작용은 환자와 작업자의 2 차 감염을 방지하기 위해 추출되어야 하는 에어로졸 또는 플룸을 생성한다. 레이저의 힘은, 레이저를 건강한 조직이나 작업자의 손으로 잘못-지향시켜 사고가 발생할 수 있는 결과로 몇 초 만에 파괴가 발생함을 의미한다. 레이저가 반사 표면들에서 산란 및 반사하는 능력으로 인해 추가적인 작동 위험들이 발생하고, 그 결과로 시술은 특수한 환경들에서만 수행될 수 있다.
HPV에 감염된 조직들을 치료하기 위해 마이크로파 에너지를 사용하는 것이 알려져 있다. 마이크로파 에너지가 표피층 내에서 진피까지 쉽게 깊숙이 침투할 수 있음이 도시되었다. HPV 바이러스는 기저층에 있는 것으로 알려져 있으며, 척수 층과 과립층에서 복제된다. 유사한 방식으로, 자궁경관의 상피층들은 상부 비늘 형상 상피의 절제 후 감염되었을 때 기저층에 HPV 입자를 보유한다.
통상의 기술자는, 본원에 설명된 장치, 어셈블리들, 시스템들 또는 방법들 중 어느 하나의 특징이 단독으로 또는 본원에 설명된 장치, 어셈블리들, 시스템들 또는 방법들 중 임의의 다른 것과 관련하여 임의의 조합으로 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
마이크로파 에너지를 자궁경의 표면 조직으로 방사하는 데 사용하기 위한 마이크로파 안테나 장치가 본원에 설명되고, 장치는:
애퍼처(aperture)를 규정하는 전기 전도성 접지 요소;
애퍼처를 통해 연장되고 원위 단부에서 종결되는 전기 전도성 세장형 요소; 및
하나 이상의 유전체 요소들을 포함하고,
유전체 요소들 중 하나 이상은 세장형 요소 및 접지 요소를 서로 전기적으로 절연시킨다.
마이크로파 안테나 장치는 자궁경관의 선택된 영역들, 예를 들어 이전에 자궁경부 상피내 종양(CIN)을 나타내는 것으로 식별된 자궁경관의 선택된 영역들에 마이크로파 에너지를 전달하는 데 사용될 수 있다.
접지 요소와 세장형 요소는 동축일 수 있다. 이것은 마이크로파 안테나 장치를 통해 자궁경의 표면 조직으로 마이크로파 에너지의 송신 효율을 향상시킬 수 있다.
유전체 요소들 중 하나 이상은 자궁경의 표면과 맞물리기 위한 외부 표면을 규정할 수 있다.
유전체 요소들 중 하나 이상은 세장형 요소의 원위 단부를 덮을 수 있다.
유전체 요소들 중 하나 이상은 세장형 요소의 원위 부분을 덮을 수 있다.
세장형 요소는 미리 결정된 길이만큼 접지 요소를 넘어 축방향으로 연장될 수 있고, 유전체 요소들 중 하나 이상은 세장형 요소의 미리 결정된 길이의 비율을 덮을 수 있다.
세장형 요소는 미리 결정된 길이만큼 접지 요소를 넘어 축방향으로 연장될 수 있고, 유전체 요소들 중 하나 이상은 세장형 요소의 미리 결정된 길이 전체를 덮을 수 있다.
유전체 요소들 중 하나 이상은, 마이크로파 안테나 장치가 사용 중일 때 세장형 요소가 자궁경의 표면과 접촉하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 이것은 자궁경 표면 조직의 화상 또는 탄화를 방지하는 것을 도울 수 있다.
유전체 요소들 중 하나 이상은 원하는 미리 결정된 거리만큼 자궁경 표면의 조직으로부터 접지 요소 및/또는 세장형 요소를 분리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유전체 요소들 중 하나 이상은 원하는 미리 결정된 두께를 가질 수 있다.
하나 이상의 유전체 요소들은 접지 요소에 의해 정의된 애퍼처를 채울 수 있다.
하나 이상의 유전체 요소들은 자궁경의 자궁경부 os의 축에 대해 안테나를 중앙에 배치하기 위한 중앙 원위 피처(feature)를 규정할 수 있다.
중앙 원위 피처는 자궁경관 os의 근위 부분으로 마이크로파 에너지를 방사하도록 구성될 수 있다.
하나 이상의 유전체 요소들은 자궁경의 근위 외자궁경부 영역을 부항시키고 자궁경의 자궁경관 os에 중앙 원위 피처의 과도한 삽입을 방지하기 위한 부항 피처를 규정할 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 세장형 도체의 원위 단부에 또는 인접하는 전기 전도성 캡 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 안테나 장치의 외부 표면의 원위 단부는 유전체 요소들 중 하나 이상에 의해 규정될 수 있고 캡 요소는 세장형 도체의 원위 단부와 마이크로파 안테나 장치의 외부 표면의 원위 단부 사이에 위치될 수 있다. 대안적으로, 캡 요소는 마이크로파 안테나 장치의 외부 표면의 원위 단부를 규정할 수 있다.
유전체 요소들 중 하나 이상은 접지 요소의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 이것은, 마이크로파 안테나 장치가 사용중일 때 접지 요소가 자궁경 표면에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이것은 자궁경 표면 조직의 화상 또는 탄화를 방지하는 것을 도울 수 있다.
유전체 요소들 중 하나 이상은 접지 요소의 원위 표면의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
유전체 요소들 중 하나 이상은 접지 요소의 원위 표면의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 축을 규정할 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 안테나 장치는 축을 중심으로 원통형 대칭일 수 있다.
세장형 요소는 미리 결정된 길이, 예를 들어 50 mm 이하, 5 내지 15mm 또는 실질적으로 10 mm의 미리 결정된 길이만큼 접지 요소를 넘어 축방향으로 연장될 수 있다.
세장형 요소는 막대-형일 수 있다. 세장형 요소는 원통형일 수 있다. 세장형 요소는 원뿔형일 수 있다.
접지 요소의 방사상 범위는 미리 결정된 방사상 오프셋만큼 유전체 요소의 방사상 범위보다 많거나 적을 수 있다. 방사상 오프셋은 20 mm 이하, 10 mm 이하 또는 5 mm 이하일 수 있다.
접지 요소는 환형이거나 일반적으로 환형일 수 있다. 접지 요소는 평면형이거나 일반적으로 평면형일 수 있다. 접지 요소는 곡선형일 수 있다. 접지 요소는 컵 또는 컵의 개구를 갖는 보울(bowl) 또는 세장형 요소의 원위 단부로 지향된 보울의 형태로 형상화될 수 있다. 접지 요소는 반전된 컵 또는 반전된 컵의 개구를 갖는 반전된 보울 또는 세장형 요소의 원위 단부로부터 멀어지게 지향되는 반전된 보울의 형태로 형상화될 수 있다.
세장형 요소는 세장형 요소의 원위 단부에 대한 접지 요소의 대향 측에 근위부를 포함할 수 있다.
접지 요소는 몸체 부분 및 외부 도체 부분을 포함할 수 있고, 여기서 외부 도체 부분은 몸체 부분의 대향 측 상의 몸체 부분으로부터 세장형 요소의 원위 단부까지 멀어지게 연장되고, 여기서 접지 요소의 외부 도체 부분은 세장형 요소의 근위 부분과 동축으로 배열된다. 마이크로파 안테나 장치는 동축 전기 커넥터와 같은 전기 커넥터를 포함할 수 있고, 전기 커넥터는 접지 요소의 외부 도체 부분 및 세장형 요소에 전기적으로 연결된다.
마이크로파 안테나 장치는 접지 요소의 대향 측 상의 접지 요소에 전기적으로 연결되고 접지 요소로부터 세장형 엘리먼트의 원위 단부까지 멀어지게 연장되는 외부 도체를 포함할 수 있고, 외부 도체는 세장형 요소의 근위부와 동축으로 배열된다. 외부 도체는 접지 요소에 납땜 또는 용접될 수 있고, 외부 도체는 전도성 에폭시를 사용하여 접지 요소에 전기적으로 연결될 수 있고/있거나, 외부 도체와 접지 요소는 예를 들어 압입에 의해 기계적으로 연결될 수 있다. 유전체 요소들 중 하나 이상은 외부 도체와 세장형 요소를 서로 전기적으로 절연시킨다. 마이크로파 안테나 장치는 동축 전기 커넥터와 같은 전기 커넥터를 포함할 수 있고, 전기 커넥터는 외부 도체와 세장형 요소에 전기적으로 연결된다.
마이크로파 안테나 장치는, 마이크로파 안테나 장치가 임의의 다른 객체로부터 원격으로 위치될 때 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하도록 구성될 수 있어, 원하는 미리 결정된 방사 패턴은 임의의 다른 객체의 근접성에 의해 교란되지 않는다.
마이크로파 안테나 장치는, 마이크로파 안테나 장치가 자궁경의 표면으로부터 원격으로 위치될 때 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하도록 구성될 수 있어, 원하는 미리 결정된 방사 패턴은 자궁경의 근접성에 의해 교란되지 않는다.
마이크로파 안테나 장치는, 마이크로파 안테나 장치가 마이크로파 에너지를 자궁경에 인가하는 데 사용될 때 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하도록 구성될 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는, 마이크로파 안테나 장치가 마이크로파 에너지를 자궁경에 인가하는 데 사용될 때 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 원하는 치유 효과를 제공하도록 구성될 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 자궁경부의 하나 이상의 감염된 영역들과 같은 하나 이상의 영역에서 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대한 정확한 생물학적 응답을 생성하도록 구성될 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경관 조직들의 비유전율과 매칭되거나 실질적으로 매칭되는 비유전율을 가질 수 있다. 이것은 자궁경관 조직들로의 마이크로파 에너지 송신의 효율성을 향상시킬 수 있다. 이것은 마이크로파 안테나 장치 자체를 가열하는 위험을 실질적으로 감소시킬 수 있고, 이에 의해 안테나가 치료 직후 임의의 인접한 조직들을 터치하는 경우 우발적인 조직들 화상 위험을 감소시킬 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경관 조직들의 비유전율의 50 % 미만, 10 % 미만, 1 % 미만 또는 0.1 % 미만만큼 상이한 비유전율을 가질 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경의 표면 조직의 국소 비절제 고열을 유발하도록 구성될 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 인간 유두종 바이러스(HPV)에 감염되고/되거나 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경부 상피내 종양(CIN)으로 진단된 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 영역들에서 생물학적 응답을 생성하도록 구성될 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경 표면 조직의 국소화된 절제를 유발하도록 구성될 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경의 표면 조직의 소작하도록 구성될 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 마이크로파 에너지의 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 및 펄스 반복률 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 약 500 MHz 내지 약 200 GHz 범위, 약 900 MHz 내지 약 100 GHz 범위 또는 약 5 GHz 내지 약 15 GHz 범위의 주파수를 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 약 8 GHz의 주파수를 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 0.1 W 내지 20 W의 전력을 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 0.1 초 내지 30 초 범위의 노출 시간을 포함할 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 미리 결정된 영역들을 방사하기 위한 미리 결정된 방사 패턴을 제공하도록 구성될 수 있다. 마이크로파 안테나 장치는 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 외자궁경부 영역들을 방사하기 위한 방사 패턴을 제공하도록 구성될 수 있다. 마이크로파 안테나 장치는 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 외자궁경부 영역들을 방사하기 위한 방사 패턴을 제공하도록 구성될 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 일회용이거나 재사용 가능할 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 마이크로파 애플리케이터를 포함할 수 있다.
위에서 설명된 임의의 마이크로파 안테나 장치가 복수개 제공될 수 있고, 각각의 마이크로파 안테나 장치는 대응하는 상이한 방사 패턴을 제공하도록 선택된 상이한 구성을 갖는다. 예를 들어, 방사선 패턴들은 자궁경의 표면 조직의 하나 이상의 대응하는 외자궁경부 및/또는 내자궁경부 영역들을 방사하기 위해 선택될 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 상이하게 구성된 외부 표면들을 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 안테나 장치는 상이한 형상들 및/또는 크기들의 외부 표면들을 가질 수 있다. 마이크로파 안테나 장치는 상이하게 구성된 세장형 요소들 및/또는 접지 요소들을 가질 수 있다.
유전체 재료들 중 하나 이상은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드, 폴리프로필렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지를 자궁경의 표면 조직으로 방사하는 데 사용하기 위한 마이크로파 어셈블리가 본원에서 설명되고, 마이크로파 어셈블리는 위에서 설명된 임의의 마이크로파 안테나 장치에 연결된 샤프트를 포함한다.
마이크로파 어셈블리는 샤프트와 마이크로파 안테나 장치를 연결하는 연결 어레인지먼트(arrangement)를 포함할 수 있고, 여기서 연결 어레인지먼트는 마이크로파 안테나 장치의 축과 샤프트의 축 사이의 각도를 가변시키도록 구성된다.
연결 어레인지먼트는 피벗 어레인지먼트, 힌지,가요성 조인트, 볼 및 소켓 조인트 등을 포함할 수 있다.
이러한 연결 어레인지먼트는 마이크로파 안테나 장치가 자궁경관 입구 또는 자궁경부 os와 정렬되도록 조정되거나 배향되게 할 수 있다. 예를 들어, 이러한 연결 어레인지먼트는 마이크로파 안테나 장치의 축과 샤프트의 축 사이의 각도가 자궁경부 os와 마이크로파 안테나 장치의 축 정렬을 위해 선택되게 할 수 있다. 마이크로파 안테나 장치의 배향 변경들은 마이크로파 안테나 장치를 질에 삽입한 후 마이크로파 안테나 장치의 축과 샤프트의 축 사이의 각도를 조정하여 질관 내부에서 발생할 수 있다. 대안적으로, 마이크로파 안테나 장치의 배향에 대한 변경들은 마이크로파 안테나 장치를 질에 삽입하기 전에 마이크로파 안테나 장치의 축과 샤프트의 축 사이의 각도를 미리 조정함으로써 질관 외부에서 발생할 수 있다.
정렬 각도는 1 도 내지 90 도의 어딘가의 고정된 각도일 수 있다.
마이크로파 안테나 장치는 질 내로 삽입되고 질 내에서 조작되도록 구성, 예를 들어 치수화 및/또는 형상화될 수 있다. 마이크로파 안테나 장치는 질 내로 삽입되고 질 내에서 조작되어 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 외자궁경부 및/또는 내자궁경부 영역들에 도달하도록 구성될 수 있다. 마이크로파 안테나 장치는, 환자가 등쪽 쇄석술 포지션에 있을 때 질경이 질 내로 삽입되고 질 내에서 조작되도록 구성될 수 있다.
연결 어레인지먼트는 마이크로파 안테나 장치를 샤프트에 분리가능하게 부착하도록 구성될 수 있고, 이에 의해 대안적인 구성, 예를 들어 대안적인 형상 및/또는 크기를 특징으로 할 수 있는 상이한 마이크로파 안테나 장치의 피팅(fitting)을 허용한다.
마이크로파 어셈블리는 그의 근위 단부에 또는 이에 인접하는 핸드 그립(hand grip) 또는 핸드 피스(hand piece)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 어셈블리는 샤프트의 근위 단부에 또는 이에 인접하는 핸드 그립 또는 핸드 피스를 포함할 수 있다.
핸드 그립 또는 핸드 피스는 샤프트에 분리가능하게 부착될 수 있다. 이것은 핸드 그립 또는 핸드 피스가 샤프트에서 분리되게 할 수 있다. 마이크로파 안테나 장치 및 샤프트는 일회용일 수 있고, 샤프트로부터 핸드 그립 또는 핸드 피스를 분리하는 것은 마이크로파 안테나 장치 및 샤프트의 폐기를 허용할 수 있다. 대안적으로, 마이크로파 안테나 장치 및 샤프트는 재사용가능할 수 있고 샤프트로부터 핸드 그립 또는 핸드 피스를 분리하는 것은 마이크로파 안테나 장치 및 샤프트가 재사용 전에 살균될 수 있다.
핸드 그립 또는 핸드 피스와 샤프트 축은 동축일 수 있다. 핸드 그립 또는 핸드 피스는 샤프트 축에 대해 비스듬히 배열될 수 있다. 예를 들어, 핸드 그립 또는 핸드 피스는 샤프트 축에 대해 30, 45 또는 90 도의 각도로 배열될 수 있다.
핸드 그립 또는 핸드 피스는 일회용이거나 재사용가능할 수 있다.
마이크로파 어셈블리는, 스위치가 마이크로파 생성기에서 마이크로파 안테나 장치로 마이크로파 에너지의 송신을 허용하는 온 상태와 스위치가 마이크로파 생성기에서 마이크로파 안테나 장치로 마이크로파 에너지의 송신을 방지하는 오프 상태 사이에서 구성 가능한 전기 스위치를 포함할 수 있다. 핸드 그립 또는 핸드 피스는 온 및 오프 상태 사이의 전기 스위치를 재구성하기 위한 버튼 등과 같은 수동 제어 요소를 포함할 수 있다.
마이크로파 어셈블리는 마이크로파 도파관을 통해 마이크로파 생성기에 대한 마이크로파 어셈블리의 전기적 연결을 허용하도록 동축 전기 커넥터와 같은 전기 커넥터를 포함할 수 있다. 마이크로파 어셈블리는 가요성 및/또는 동축 마이크로파 케이블과 같은 마이크로파 케이블을 통해 마이크로파 생성기에 마이크로파 어셈블리의 전기적 연결을 허용하기 위해 동축 전기 커넥터와 같은 전기 커넥터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기 커넥터는 전기 스위치에 전기적으로 연결될 수 있다.
마이크로파 에너지를 자궁경의 표면 조직으로 방사하는 데 사용하기 위한 마이크로파 시스템이 본원에 설명되고, 시스템은:
마이크로파 생성기;
위에서 설명된 임의의 마이크로파 어셈블리들; 및
마이크로파 도파관을 포함하고,
마이크로파 도파관은 마이크로파 생성기와 마이크로파 어셈블리를 전기적으로 연결한다.
마이크로파 도파관은 가요성 및/또는 동축 마이크로파 케이블과 같은 마이크로파 케이블을 포함할 수 있다.
마이크로파 도파관은 마이크로파 어셈블리에 배선(hardwired), 예를 들어 납땜 또는 용접되거나 전기 전도성 접착제로 고정될 수 있다.
마이크로파 도파관은 샤프트에 하우징될 수 있다. 샤프트는 마이크로파 도파관에 대한 기계적 지지를 제공할 수 있다.
마이크로파 어셈블리는 동축 전기 커넥터와 같은 전기 커넥터를 포함할 수 있고, 여기서 마이크로파 도파관은 전기 커넥터에 전기적으로 연결된다.
마이크로파 시스템은 마이크로파 생성기에 의해 제공되는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성된 프로세싱 리소스를 포함할 수 있다.
프로세싱 리소스는, 마이크로파 안테나 장치가 임의의 다른 객체로부터 원격으로 위치될 때 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 원하는 미리 결정된 방사선 패턴을 제공하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성될 수 있어, 원하는 미리 결정된 방사 패턴은 임의의 다른 물체의 근접성에 의해 방해받지 않는다.
프로세싱 리소스는, 마이크로파 안테나 장치가 자궁경의 표면으로부터 원격으로 위치될 때 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성될 수 있어, 원하는 미리 결정된 방사 패턴은 자궁경 표면의 근접성에 의해 방해되지 않는다.
프로세싱 리소스는, 마이크로파 안테나 장치가 마이크로파 에너지를 자궁경에 인가하는 데 사용될 때 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 리소스, 마이크로파 안테나 장치가 마이크로파 에너지를 자궁경에 인가하는 데 사용될 때 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 원하는 치유 효과를 제공하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 리소스는 자궁경부의 하나 이상의 감염된 영역들과 같은 하나 이상의 영역들에서 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대한 정확한 생물학적 응답을 생성하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 리소스는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경의 표면 조직의 국소 비절제 고열을 유발하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 리소스는 HPV에 감염되고/되거나 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 CIN으로 진단된 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 영역들에서 생물학적 응답을 생성하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 리소스는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경의 표면 조직의 국소 절제를 유발하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 리소스는 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경의 표면 조직을 소작하기 위해 마이크로파 생성기를 제어하도록 구성될 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 마이크로파 에너지의 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 및 펄스 반복률 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 약 500 MHz 내지 약 200 GHz 범위, 약 900 MHz 내지 약 100 GHz 범위 또는 약 5 GHz 내지 약 15 GHz 범위의 주파수를 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 약 8 GHz의 주파수를 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 0.1 W 내지 20 W의 전력을 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성은 0.1 초 내지 30 초 범위의 노출 시간을 포함할 수 있다.
위에서 설명된 임의의 마이크로파 안테나 장치를 형성하는 데 사용하기 위한 방법이 본원에서 설명된다.
방법은 마이크로파 안테나 장치의 전기 전도성 피처 중 임의의 것 또는 전부 상에, 위에 및/또는 주위에 유전체 재료들 중 하나 이상을 형성함으로써 마이크로파 안테나 장치의 유전체 요소들 중 하나 이상을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방법은 마이크로파 안테나 장치의 전기 전도성 피처들이 형성된 마이크로파 안테나 장치에 통합되고 이에 의해 마이크로파 안테나 장치의 어셈블리를 위한 임의의 요건을 회피하게 할 수 있다.
방법은 사출 성형 프로세스를 사용하여 유전체 요소들 중 하나 이상을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 사출 성형 프로세스는 유전체 요소들 중 하나 이상을 형성하기 위해 하나 이상의 유전체 재료들을 사출 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 특히 다수의 일회용 마이크로파 안테나 장치 및/또는 샤프트와 같은 다수의 마이크로파 안테나 장치 및/또는 샤프트를 제조할 때 더 저렴하고 더 효율적인 제조가 획득될 수 있다.
사출 성형 프로세스는 세장형 요소 및/또는 접지 요소 상에, 위 및/또는 주위에 하나 이상의 유전체 재료들을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
사출 성형 프로세스는 세장형 요소 및/또는 접지 요소를 적어도 부분적으로 덮는 유전체 재료 상에, 위 및/또는 주위에 하나 이상의 유전체 재료들을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
사출 성형 프로세스는 몰드 공동에 이미 존재하는 기존 구성 요소 상에, 위 및/또는 주위에 하나 이상의 유전체 재료들을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이 프로세스는 오버-몰딩으로 알려져 있다. 이러한 기존 컴포넌트는 마이크로파 안테나 장치의 피처들 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
유전체 재료들 중 하나 이상은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드, 폴리프로필렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
방법은 냉 압축을 사용하여 유전체 요소들 중 하나 이상을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 하나 이상의 유전체 재료들로부터의 분말 형태는 램(ram) 또는 압출 프로세스에 의해 원하는 형태로 압축된다. 이러한 냉간 압축 프로세스는 PTFE에 적합할 수 있다.
방법은 유전체 재료의 솔리드 블랭크(solid blank)를 기계가공, 예를 들어 터닝(turning)함으로써 유전체 요소들 중 하나 이상을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방법은 이러한 재료들이 종래의 사출 성형 프로세스에 적합하지 않을 수 있기 때문에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 합성 불소중합체 재료들에 적절할 수 있다.
방법은 접착제를 사용하여 마이크로파 안테나 장치를 샤프트에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법은 시아노아크릴레이트 및/또는 에폭시 접착제를 사용하여 마이크로파 안테나 장치를 샤프트에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 마이크로파 안테나 장치와 샤프트를 함께 열적으로 융합함으로써 마이크로파 안테나 장치를 샤프트에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 열적 융합은, 마이크로파 안테나 장치 및/또는 샤프트가 합성 불소중합체 재료를 포함할 때 효과적인 본딩 방법일 수 있다.
방법은 도금, 몰딩, 프레싱, 3D 프린팅, 성형된 유전체에 부착, 3D 표면에 전기 전도성 재료 증착 등 중 적어도 하나에 의해 접지 요소를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
접지 요소는 하나 이상의 금속들을 포함하거나 그로부터 형성될 수 있다.
세장형 요소는 하나 이상의 금속들을 포함하거나 그로부터 형성될 수 있다.
방법은 마이크로파 안테나 장치의 외부 도체와 마이크로파 안테나 장치의 접지 요소 사이에 전기적 연결을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 외부 도체 및 접지 요소를 함께 납땜 또는 용접하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 외부 도체와 접지 요소 사이에 전기적 연결을 형성하기 위해 전도성 에폭시를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 예를 들어 압입에 의해 외부 도체와 접지 요소 사이에 전기적 연결을 형성하기 위해 외부 도체와 접지 요소를 기계적으로 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
마이크로파 에너지를 자궁경의 표면 조직으로 방사하는 데 사용하기 위한 방법이 본원에서 설명되고, 방법은:
위에서 설명된 임의의 마이크로파 안테나 장치의 원위 표면과 자궁경의 표면을 맞물리는 단계; 및
마이크로파 에너지를 자궁경에 인가하기 위해 마이크로파 안테나 장치를 사용하는 단계를 포함한다.
방법은, 원하는 미리 결정된 방사 패턴이 임의의 다른 객체의 근접성에 의해 방해받지 않도록, 마이크로파 안테나 장치가 임의의 다른 객체로부터 원격으로 위치될 때 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하기 위해 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은, 원하는 미리 결정된 방사 패턴이 자궁경의 표면의 근접성에 의해 방해받지 않도록 마이크로파 안테나 장치가 자궁경의 표면으로부터 원격으로 위치될 때 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하기 위해 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하기 위해 마이크로파 에너지의 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 펄스 반복률 등 중 하나 이상을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은, 마이크로파 안테나 장치가 자궁경에 마이크로파 에너지를 인가하는 데 사용될 때 치유 효과를 제공하기 위해 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 자궁경관의 하나 이상의 감염된 영역들과 같은 하나 이상의 영역들에서 정확한 생물학적 응답을 생성하기 위해 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 마이크로파 안테나 장치의 비유전율을 자궁경관 조직들의 비유전율에 매칭시키거나 실질적으로 매칭시키는 단계를 포함할 수 있다. 이것은 자궁경관 조직들로의 마이크로파 에너지 송신의 효율성을 향상시킬 수 있다. 이것은 마이크로파 안테나 장치 자체를 가열하는 위험을 실질적으로 감소시킬 수 있고, 이에 의해 안테나가 치료 직후 임의의 인접한 조직들을 터치하는 경우 우발적인 조직들 화상 위험을 감소시킬 수 있다.
방법은 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 자궁경관 조직들의 비유전율의 50 % 미만, 10 % 미만, 1 % 미만 또는 0.1 % 미만만큼 상이한 마이크로파 안테나 장치의 비유전율을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 치유 효과를 제공하기 위해 마이크로파 에너지의 공간 분포, 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 펄스 반복률 등 중 하나 이상을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 약 500 MHz 내지 약 200 GHz 범위, 약 900 MHz 내지 약 100 GHz 범위 또는 약 5 GHz 내지 약 15 GHz 범위의 마이크로파 에너지의 주파수를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 약 8 GHz의 마이크로파 에너지의 주파수를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 0.1 W 내지 20 W의 마이크로파 에너지의 전력을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 0.1 초 내지 30 초 범위의 노출 시간을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 자궁경 표면 조직의 국소적 비절제 고열을 유발하도록 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 자궁경의 표면 조직의 공간 분포, 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 펄스 반복률 등 중 하나 이상을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 HPV에 감염되고/되거나 CIN으로 진단된 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 영역들에서 생물학적 응답을 생성하기 위해 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 HPV에 감염되고/되거나 CIN으로 진단된 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 영역들에서 생물학적 응답을 생성하기 위해 마이크로파 에너지의 공간 분포, 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 펄스 반복률 등 중 하나 이상을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 자궁경 표면 조직의 국소적 절제 고열을 유발하도록 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 자궁경의 표면 조직의 국소적 절제를 유발하기 위해 마이크로파 에너지의 공간 분포, 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 펄스 반복률 등 중 하나 이상을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 자궁경 표면 조직을 소작하기 위해 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 자궁경의 표면 조직을 소작하는 것은 예를 들어 LEEP 다음에 유용할 수 있을 수 있다.
방법은 자궁경의 표면 조직을 소작하기 위해 마이크로파 에너지의 공간 분포, 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 펄스 반복률 등 중 하나 이상을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
마이크로파 안테나 장치 또는 애플리케이터, 마이크로파 어셈블리 및 마이크로파 시스템은 이제 다음 도면들을 참조해서 비제한적인 예로서만 설명될 것이다.
도 1은 인간 자궁경관의 개략도이다.
도 2는 인간 자궁경관의 형질전환 존 타입 I의 개략도이다.
도 3은 인간 자궁경관의 형질전환 존 타입 II의 개략도이다.
도 4는 인간 자궁경관의 형질전환 존 타입 II의 개략도이다.
도 5는 마이크로파 시스템의 개략도이다.
도 6은 형질전환 존 타입 1(T1) CIN의 치료에 사용되도록 설계된 마이크로파 안테나 장치 "타입 A"의 외부 피처들의 예시이다.
도 7은 형질 전환 존 타입 II(T2) CIN의 치료에 사용되도록 설계된 마이크로파 안테나 장치 "타입 B"의 외부 피처들 예시이다.
도 8은 형질전환 존 타입 III(T3) CIN의 치료에 사용되도록 설계된 마이크로파 안테나 장치 "타입 C"의 외부 피처들의 예시이다.
도 9는, 이형성이 자궁경관의 os의 개구에만 존재하고 그 내부로 계속될 때 사용되도록 설계된 안테나 "타입 C"의 변형일 수 있는 마이크로파 안테나 장치 "타입 D"의 외부 피처들의 예시이다.
도 10은 타입 A, B 및 C에 공통되는 마이크로파 안테나 장치의 외부 피처들의 예시이다.
도 11은 자궁경관에 적용되는 타입 A, B, C 및 D에 공통되는 마이크로파 안테나 장치 타입의 단면도이다.
도 12는 타입 A, B, C 및 D에 공통되는 마이크로파 안테나 장치 타입의 내부 피처들의 단면도이다.
도 13은 타입들 A, B 및 C에 공통되는 마이크로파 안테나 장치를 사용하여 SAR(표면 흡수율) 형태의 특히 자궁경관에서의 전자기장들 및 마이크로파 필드들의 분포를 나타낸다.
도 14는, RF 에너지가 마이크로파 안테나 장치를 통해 조직으로 전파되는 방식을 정량화하는 수학적 구성인 산란 파라미터(S11)를 예시한다.
도 15는, 금속 접지면이 조직과 접촉하는 타입들 A, B 및 C에 공통되는 마이크로파 안테나 장치를 사용하여 SAR(표면 흡수율) 형태의 특히 자궁 경부에서의 전자기장들 및 마이크로파 필드들의 분포를 나타낸다.
도 16은 금속 접지면이 조직과 접촉하지 않는 타입들 A, B 및 C에 공통되는 마이크로파 안테나 장치를 사용하여 SAR(표면 흡수율) 형태의 특히 자궁경관에서의 전자기장들 및 마이크로파 필드들의 분포를 나타낸다.
도 17은 접지면을 향해 더 한정된 조직에서의 마이크로파 필드들의 전체 에너지 분포 패턴을 달성하기 위한 마이크로파 안테나 장치의 중앙 도체의 임계 전체 길이의 효과를 예시한다.
도 18은 접지면으로부터 더 멀리 한정된 조직에서의 마이크로파 필드들의 전체 에너지 분포 패턴을 달성하기 위한 마이크로파 안테나 장치의 중앙 도체의 임계 전체 길이의 효과를 예시한다.
도 19는 조직 내 마이크로파 필드들의 전체 에너지 분포 패턴에 대한 접지면으로부터 마이크로파 안테나 장치의 외부 형태까지의 임계 방사상 거리의 효과를 예시한다.
도 20은 조직에서 마이크로파 필드들의 전체 에너지 분포 패턴에 대한 동일한 직경의 접지면과 마이크로파 안테나 장치의 외부 형태를 갖는 효과를 예시한다.
도 21은, 중심 도체의 길이가 연장될 때 조직에서 마이크로파 필드들의 전체 에너지 분포 패턴에 대한 접지면에서 마이크로파 안테나 장치의 외부 형태까지의 임계 방사상 거리의 효과를 예시한다.
도 22는, 중심 도체의 길이가 연장될 때 조직 내 마이크로파 필드들의 전체 에너지 분포 패턴에 대한 접지면의 동일한 직경들 및 마이크로파 안테나 장치의 외부 형태를 갖는 효과를 예시한다.
도 23은 조직에서 전자기장들의 전체 에너지 분포 패턴에 대한 마이크로파 안테나 장치의 원뿔형 접지면의 효과를 예시한다.
도 24는 조직에서 전자기장들의 전체 에너지 분포 패턴에 대한 마이크로파 안테나 장치의 반전된 컵 모양 접지면의 효과를 예시한다.
도 25는 조직 내 전자기장의 전체 에너지 분포 패턴에 대한 마이크로파 안테나 장치의 컵형 접지면의 효과를 예시한다.
도 26은 조직과 접촉하지 않는 마이크로파 안테나 장치의 접지면을 갖는 조직에서 마이크로파 필드들의 전체 에너지 분포 패턴을 예시한다.
도 27은 내자궁경부를 향해 더 높은 필드들을 갖고 외자궁경부를 향해 감소된 필드들을 갖는 조직 내 마이크로파 필드들의 불균일한 전체 에너지 분포 패턴을 도시하는 마이크로파 안테나 장치의 중앙 도체의 더 긴 길이의 효과를 도시한다.
도 28은 전체 자궁경부 영역에서 마이크로파 필드들의 균일한 전체 에너지 분포 패턴을 달성하기 위해 중앙 도체의 형상을 변경함으로써 마이크로파 안테나 장치의 중앙 도체의 연장된 길이의 효과를 보상하는 것을 예시한다.
도 29는 도 5의 마이크로파 시스템의 마이크로파 어셈블리를 도시한다.
건강한 인간 자궁경관의 전형적인 도식적 예시가 도 1에 예시된다. 자궁경관(1)은 외자궁경부(2) 및 내자궁경부(3) 형태의 외부 부분, 자궁경(4)과 질강(5)을 연결하는 경관을 포함한다. 질강(5)으로의 자궁경관(1)의 개구는 외부 os(6)로 알려져 있다. 내자궁경부(3)가 외자궁경부(2)와 만나는 영역은 형질전환 존(TZ)(7)이라 칭해진다. 이 영역은 CIN(자궁 경부 종양)에 가장 취약하며 대부분의 이상들이 발생할 것으로 생각되는 곳이다. 도 2는 완전히 외자궁경부이고, 완전히 보이며, 작거나 클 수 있는 타입 I 형질전환 존(TZ)(8)의 개략도이다. 내자궁경부 구성 요소를 갖지만 작거나 큰 외자궁경부 구성 요소로 여전히 완전히 보이는 타입 II TZ(9)가 도 3에 도시된다. 도 4에 예시된 타입 III TZ(10)는 내자궁경부 구성 요소를 가지며, 상한은 완전히 보이지 않고; 있다면 외자궁경부 구성요소는 작거나 클 수 있다.
도 5는 자궁경관 조직을 치료하기 위해 일반적으로 100으로 지정된 마이크로파 시스템을 예시한다. 마이크로파 시스템(100)은 마이크로파 에너지를 제공하기 위한 마이크로파 생성기(11), 동축 케이블(12) 같은 가요성 상호연결 마이크로파 케이블, 핸드 그립 또는 핸드 피스(13), 및 마이크로파 안테나 장치(14)를 포함한다.
도 29에 더 상세히 도시된 바와 같이, 핸드 그립 또는 핸드 피스(13)와 마이크로파 안테나 장치(14)는 샤프트(202)에 의해 연결된다. 핸드 그립 또는 핸드 피스(13), 마이크로파 안테나 장치(14) 및 샤프트(202)는 함께 마이크로파 어셈블리(200)를 구성한다. 마이크로파 어셈블리(200)는 동축 케이블(12)에 의해 마이크로파 생성기(11)에 연결된다. 동축 케이블(12)은 핸드그립 또는 핸드 피스(13)와 마이크로파 안테나 장치(14) 사이의 샤프트(202)를 통해 연장된다. 마이크로파 어셈블리(200)는 마이크로파 안테나 장치(14)와 샤프트(202)를 연결하기 위한 연결 어레인지먼트(204)를 더 포함한다. 연결 어레인지먼트는 마이크로파 안테나 장치(14)의 축과 샤프트(202)의 축 사이의 각도를 가변시키도록 구성된다. 예를 들어, 연결 어레인지먼트(204)는 피벗 어레인지먼트, 힌지,가요성 조인트, 볼 조인트 등을 포함할 수 있다. 이러한 연결 어레인지먼트(204)는 마이크로파 안테나 장치(14)가 자궁경관 입구 또는 자궁경부 os와 정렬되도록 조정 또는 배향되게 할 수 있다. 예를 들어, 이러한 연결 어레인지먼트(204)는 마이크로파 안테나 장치(14)의 축과 샤프트(202)의 축 사이의 각도가 자궁경부 os와 마이크로파 안테나 장치(14)의 축방향 정렬을 위해 선택되도록 할 수 있다. 마이크로파 안테나 장치(14)의 배향에 대한 변경들은 마이크로파 안테나 장치(14)를 질에 삽입한 후 마이크로파 안테나 장치(14)의 축과 샤프트(202)의 축 사이의 각도를 조정하여 질관 내부에서 발생할 수 있다. 대안적으로, 마이크로파 안테나 장치(14)의 배향에 대한 변경들은 마이크로파 안테나 장치(14)를 질에 삽입하기 전에 마이크로파 안테나 장치(14)의 축과 샤프트(202)의 축 사이의 각도를 미리 조정함으로써 질관 외부에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 정렬 각도는 1 도 내지 90 도의 어딘가의 고정된 각도일 수 있다.
마이크로파 안테나 장치(14)는 질 내로 삽입되고 질 내에서 조작되도록 구성, 예를 들어 치수화 및/또는 형상화될 수 있다. 마이크로파 안테나 장치(14)는 질 내로 삽입되고 질 내에서 조작되어 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 외자궁경부 및/또는 내자궁경부 영역들에 도달하도록 구성될 수 있다. 마이크로파 안테나 장치(14)는, 환자가 등쪽 쇄석술 포지션에 있을 때 질경이 질 내로 삽입되고 질 내에서 조작되도록 구성될 수 있다.
연결 어레인지먼트(204)는 마이크로파 안테나 장치(14)를 샤프트(202)에 분리가능하게 부착하도록 구성될 수 있고, 이에 의해 대안적인 구성, 예를 들어 대안적인 형상 및/또는 크기를 특징으로 할 수 있는 상이한 마이크로파 안테나 장치의 피팅을 허용한다. 연결 어레인지먼트(204)는 마이크로파 안테나 장치(14)와 동축 케이블(12)의 전기적 연결/분리를 허용하기 위해 동축 전기 커넥터 같은 전기 커넥터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
핸드 그립 또는 핸드 피스(13)는 샤프트(202)에 분리가능하게 부착될 수 있다. 이것은 핸드 그립 또는 핸드 피스(13)가 샤프트(202)에서 분리되게 할 수 있다. 핸드 그립 또는 핸드 피스(13)는 핸드 그립 또는 핸드 피스(13)와 동축 케이블(12)의 전기적 연결/분리를 허용하기 위해 동축 전기 커넥터 같은 전기 커넥터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
마이크로파 안테나 장치(14) 및 샤프트(202)는 일회용일 수 있어서, 샤프트(202)로부터 핸드 그립 또는 핸드 피스(13)를 분리하는 것은 마이크로파 안테나 장치(14) 및 샤프트(202)의 폐기를 허용할 수 있다. 대안적으로, 마이크로파 안테나 장치(14) 및 샤프트(202)는 재사용가능할 수 있고 샤프트(202)로부터 핸드 그립 또는 핸드 피스(13)를 분리하는 것은 마이크로파 안테나 장치(14) 및 샤프트(202)가 재사용 전에 살균되게 할 수 있다.
핸드 그립 또는 핸드 피스(13)는 샤프트(202)의 축에 관하여 비스듬히 배열된다. 예를 들어, 핸드 그립 또는 핸드 피스(13)는 "피스톨 그립" 같이 샤프트(202) 축에 관하여 30, 45 또는 90 도의 각도로 배열될 수 있다.
마이크로파 어셈블리(200)는, 스위치(206)가 마이크로파 생성기(11)에서 마이크로파 안테나 장치(14)로 마이크로파 에너지의 송신을 허용하는 온 상태와 스위치(206)가 마이크로파 생성기(11)에서 마이크로파 안테나 장치(14)로 마이크로파 에너지의 송신을 방지하는 오프 상태 사이에서 구성 가능한 전기 스위치(206)를 더 포함할 수 있다. 핸드 그립 또는 핸드 피스(13)는 온 및 오프 상태 사이의 전기 스위치(206)를 재구성하기 위한 버튼(208) 등과 같은 수동 제어 요소를 포함할 수 있다.
마이크로파 안테나 장치(14)의 외부 형태는 원하는 TZ 타입들 및 CIN에 대한 치료 존에 따라 다수의 상이한 형상들을 취할 수 있다. 도 2에 도시된 TZ I의 치료를 위해, 외자궁경부 영역의 하부 외부 표면만이 종양(7)에 의해 방해받는 경우, 도 6에 예시된 타입 A의 마이크로파 안테나 장치가 사용될 수 있다. 도 6에 예시된 타입 A의 마이크로파 안테나 장치는 자궁경관 os(6)를 치료할 필요가 없다. 결과적으로, 원위 단부(15)의 중심 피처는 상당한 길이일 필요가 없고 마이크로파 에너지를 전파할 필요가 없다. 중심 피처(15)의 목적은 사용자에게 중심 위치 보조를 제공하여, 중심 피처(15)의 주변부 또는 직경이 중심/동축으로 외자궁경부와 접촉하는 것을 보장하는 것이다.
도 3에 도시된 TZ II CIN을 치료할 때. 가시적 외자궁경부 및 내자궁경부 영역들과 종양(8)의 조합이 존재하므로, 도 7에 예시된 타입 B의 마이크로파 안테나 장치는 자궁경관에 관련하여 마이크로파 안테나 장치를 위치시킬뿐 아니라 예를 들어 처음 3 mm인 자궁경부의 근위 섹션에 에너지를 전달하는 역할을 하는 방사 중심 피처(16)를 특징으로 한다.
도 4에 도시된 TZ III 타입 CIN을 치료할 때, 가시적 또는 비가시적 내자궁경부 영역들과 함께 가시적 외자궁경부 영역에 종양(9)이 존재한다. 결과적으로, 도 8의 타입 C의 마이크로파 안테나 장치는 자궁경관에 관련하여 마이크로파 안테나 장치를 위치시킬뿐만 아니라 타입 B 마이크로파 안테나 장치로 치료할 수 있는 것보다 더 먼 내자궁경부 영역에 에너지를 전달하는 역할을 하는 방사 중심 피처(17)를 특징으로 한다.
이러한 상황들에서, 환자가 외자궁경부 CIN이 없거나 매우 적고, 이형성이 os(6)의 개구에만 있거나 그 내부로 계속되기 때문에, 도 9에 예시된 타입 D의 마이크로파 안테나 장치가 사용될 수 있다. 도 9에 예시된 타입 D의 마이크로파 안테나 장치는 예를 들어 타입 C의 마이크로파 안테나 장치의 변형일 수 있다. 여기서, 타입 D 마이크로파 안테나 장치는 주로 방사상 방향으로 마이크로파 에너지를 방사하도록 구성된 중앙 피처(18)를 포함한다.
임의의 타입의 마이크로파 안테나 장치(14)의 외부 피처들은 환자들 사이에서 가변할 수 있는 다양한 해부학적 타입들을 수용하도록 형성된다. 타입들 A, B, C에 공통되는 것은 장축을 따라 테이퍼링되거나 평행할 수 있고, 자궁경관 os(6) 축에 관하여 안테나의 중심을 맞추기 위한 둥근 원위 단부(19)를 갖는 도 10에 예시된 형태이다. 타입들 A, B 및 C에 공통된 것은 자궁경관(6) os에 과도한 삽입을 방지하고 통상적인 근위 외자궁경부(2)의 형태와 매칭하는 원형 부항 피처(20)이다. 또한 이런 동일한 영역의 통상적인 직경과 매칭하도록 안테나(21)의 전체 직경이 설계되어야 하고, 상기 전체 직경은 검경의 작동 및/또는 질경을 통한 자궁경관의 시야를 방해하지 않아야 한다. 자궁경관에 대한 마이크로파 안테나 장치(14)의 접근 각도는 작업자에 의해 제어되는 환자에 대한 마이크로파 어셈블리(200)의 샤프트(202)의 축 각도와, 마이크로파 안테나 장치(14)가 장착되는 샤프트(22)에 의해 결정되는 바와 같은 마이크로파 안테나 장치(14)의 축의 각도의 조합에 의해 지시된다. 접근 각도는 마이크로파 안테나 장치 축과 os의 축이 동일선상에 있도록 설정된다. 이것은 마이크로파 안테나 장치(14)의 전면-지향 원위 표면이 자궁경관과 균일하게 맞물려 마이크로파 에너지에 대한 균일한 노출 및 따라서 균일한 치료를 초래하는 것을 보장하는 역할을 할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 비전도성 코팅(23)은 마이크로파 어셈블리(200)를 형성하는 임의의 노출된 금속 성분들을 덮는다. 이것은, 마이크로파 에너지가 마이크로파 안테나 장치(14)로부터 방사될 때 에너지의 부주의한 연소/증착으로 이어질 수 있는 고강도 전자기장들의 위험을 감소시킬 수 있다. 이 코팅(23)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 또는 플루오로에틸렌 중합체(FEP) 또는 다른 공중합체 코팅과 같은 생물학적으로 적합한 실질적으로 전자기적으로 투과성 재료로 만들어진다. 샤프트(202)의 길이와 직경은, 질경을 통해 사용자의 시야를 가리지 않고 검경으로 질을 개방하였을 때 사용자가 쉽게 이동할 수 있도록 설계된다.
타입들 A, B 및 C에 공통되는 마이크로파 안테나 장치(14)의 단면도가 도 11에 도시된다. 안테나는 공기(26)를 통해 자궁경관 조직(25)에 적용된다.
도 12는 타입들 A, B 및 C에 걸친 일반적인 마이크로파 안테나 장치(14)의 단면을 나타낸다. 타입 D 마이크로파 안테나 장치는 부항 피처를 제외하고 도 1에 도시된 것과 동일한 피처를 갖는다. 마이크로파 안테나 장치(14)는 중심 도체(30) 형태의 전기 전도성 세장형 요소 및 안테나 접지면(31) 형태의 전기 전도성 접지 요소를 포함한다. 안테나 접지면(31)은 중심 도체(30)가 연장되는 애퍼처(31a)를 규정한다. 마이크로파 안테나 장치(14)는 안테나 접지면(31)의 원위 또는 전면-지향 표면의 적어도 일부를 덮고 마이크로파 안테나 장치(14)의 외부 원위 또는 전방-지향 표면 또는 형태를 규정하는 유전체 요소(33)를 더 포함한다. 유전체 요소(33)는 또한, 중심 도체(30)가 안테나 접지면(31)의 애퍼처를 통과하는 안테나 접지면(31)으로부터 중심 도체(30)를 절연시킨다.
동축 케이블(27)은 전기 전도성 외부 차폐부(28), 추가 유전체 요소(29) 및 중심 도체(30) 형태의 외부 도체에 의해 형성된다. 외부 차폐부(28)는, 모든 에너지가 원하는 영역으로 송신되는 것을 보장하기 위해 양호한 무결성으로 안테나 접지면(31)에 연결된다. 이를 달성하지 못하면 에너지 전파 효율이 낮아지고 필드가 균일하지 않아 치료 존들이 균일하지 않을 수 있다. 통상의 기술자는, 동축 케이블(12)이 마이크로파 어셈블리(200)의 샤프트(202)를 통해 연장될 수 있고 마이크로파 안테나 장치(14)의 중심 도체(30) 및 외부 차폐부(28)가 동축 케이블(12)의 대응하는 중심 도체(도시되지 않음) 및 대응하는 차폐부(도시되지 않음)에 전기적으로 연결되는 것을 이해할 것이다. 마이크로파 안테나 장치(14)는 외부 차폐부(28)의 외부 표면 상에 절연 지지 재킷(32)을 더 포함한다.
유전체 지지 피처(34) 형태의 추가 유전체 요소는 추가 지지를 제공하고 접지면(31)과 자궁경관의 조직 사이의 접촉을 방지하는 역할을 한다. 외부 재킷(35) 형태의 또 다른 유전체 요소는 접지면(31)에 대한 추가 지지 및 절연을 제공한다
유전체 요소들(32, 33, 34 및 35) 중 임의의 하나 이상은 임의의 저손실 생체 적합성 재료를 포함하거나 그로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 유전체 요소들(32, 33, 34 및 35) 중 어느 하나 이상은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드, 폴리카보네이트, PC-ABS, 폴리프로필렌, 알루미나 및 FEP와 같은 세라믹 중 적어도 하나를 포함하거나 이로부터 형성될 수 있다.
유전체 요소들(32, 33, 34 및 35) 중 임의의 하나 이상은 동일한 재료를 포함하거나 이로부터 형성 될 수 있다.
중심 도체(30) 및 접지면(31)은 구리, 스테인리스 강, 니켈 등과 같은 금속을 포함하거나 그로부터 형성될 수 있다.
3D 시뮬레이션 모델을 사용하여 다양하고 상이한 마이크로파 안테나 장치가 시뮬레이팅되었다. 이 경우, 시뮬레이션 모델은 FEM(Finite Element Method) 기반 전파 전자기 솔버(solver)인 HFSS(Ansoft Corp)입니다. 시뮬레이션들은 결합 효율 및 전자파 흡수율(SAR)에 대한 예측 응답의 계산을 허용할 수 있다. SAR은 무선 주파수(RF) 전자기장에 노출되었을 때 인체가 에너지를 흡수하는 속도의 측정치이다.
도 13은 자궁경관 조직과 같은 조직(37)으로 마이크로파 안테나 장치(36)를 사용한 마이크로파 필드들의 분포를 나타낸다. 마이크로파 안테나 장치(36)는 자궁경관의 자궁내 경관(38)에 끼워진다. 조직(37)과 맞물리지 않는 마이크로파 안테나 장치(36)의 부분은 공기(39)로 모델링된다. 마이크로파 필드들의 SAR 필드 분포(40)는 그레이스케일 맵(41)을 사용하여 예시된다. RF 에너지가 마이크로파 안테나 장치를 통해 조직으로 전파되는 방식을 정량화하는 산란 파라미터(S11) 응답이 도 14에 도시된다. 마이크로파 필드들에 대한 작동 주파수는 X-축에 표시되는 반면, S11 또는 반사 손실은 데시벨 단위로 Y-축에 표시된다. 플롯은 99 % 초과의 에너지가 8GHz로 조직에 전달되고 - 이는 안테나(36)의 매우 우수한 매칭을 나타냄 - 8 GHz로 조직(37)에 전달되는 것을 도시한다.
마이크로파 에너지의 작동 주파수는 조직으로의 침투 깊이와 전체 치료 존 치수들을 지시하는 데 기본적인 역할을 한다. 8 GHz는 주어진 전력에 대해 에너지 침투 밀도의 우수한 균형을 제공할 수 있는 주파수이다. 8 GHz 미만의 주파수들은 너무 깊이 침투시킬 수 있다. 8 GHz 초과의 주파수들은 정확한 생물학적 응답을 위해 충분히 깊이 침투하지 못할 수 있다.
도 15는, 조직이 SAR 필드(43)를 도시하는 금속 접지면과 접촉(42)하는 경우를 예시한다. 금속-조직 인터페이스에서 고농도의 전기장들은 조직에 대한 후속 탄화 및 화상을 유발할 수 있다. 결과적으로, 도 16은 조직과 금속 접지면 사이의 임의의 금속-조직 인터페이스를 방지하고 도 15와 비교하여 동축으로 덜 확산되는 SAR 필드들(44)에 의한 더 안전한 해결책을 제공하는 금속 접지면의 일부를 덮는 유전체 요소(45)를 포함하는 마이크로파 안테나 장치에 대한 SAR 필드들(44)을 도시한다.
도 17을 참조하여, 접지면(48)으로부터 축방향으로 돌출하는 중심 도체(47)의 전체 길이(46)는 조직으로의 전체 에너지 송신 패턴을 달성하는 데 중요하다. 예를 들어, 타입 D 마이크로파 안테나 장치에서, 중심 도체(47)는 미리 결정된 길이(46) 동안 접지면(48)으로부터 연장된다. 도 17은, 중심 도체(47)가 접지면(48)으로부터 10mm만큼 축방향으로 돌출할 때 SAR 필드 분포 패턴(49)을 예시한다. SAR 필드 분포 패턴(49)은, 필드들이 접지면쪽으로 더 강하다는 것을 도시한다. 이것은 외자궁경부 영역으로의 볼륨을 치료하는 데 유리할 수 있다. 도 18에서, 중심 도체(50)의 길이가 15 mm일 때, 필드들(51)은 근위 영역을 향해 또는 접지면으로부터 멀어지게 당겨질 수 있다. 이것은 내자궁경부 구성 요소를 갖는 타입 II 또는 타입 III TZ CIN을 치료할 때 사용될 수 있다.
도 19는 접지면(53)의 방사상 범위와 외부 형태(54)의 방사상 범위 또는 방사상 외부 프로파일 사이의 방사상 오프셋 거리(52)가 조직으로 전체적으로 더 강한 원위 연장 에너지 분포 패턴(55)을 달성하는데 어떻게 중요한지를 도시한다. 중심 도체(56)는 10 mm와 같은 소정의 길이일 수 있다. 도 20에서, 도 19에 도시된 필드들(55)과 비교할 때 접지면(59)으로부터 멀어지는 필드들의 이동을 나타내는 외부 형태(57) 및 접지면(58)의 직경은 동일하다. 도 20의 마이크로파 안테나 장치는 내자궁경부 및 외자궁경부 구성 요소를 보유하거나 보유하지 않는 상이한 타입들의 TZ CIN을 치료할 때 사용될 수 있다.
도 21은, 접지면(61)의 방사상 범위와 마이크로파 안테나 장치의 외부 형태(62)의 방사상 범위 사이의 방사상 오프셋 거리(60)를 가변시키는 효과들이 중심 도체(56)의 길이를 연장함으로써 어떻게 보상될 수 있는지를 예시한다. 구체적으로, 도 21은 방사상 오프셋(52)과 동일한 접지면(61)과 외부 형태(62) 사이의 방사상 오프셋(60)에 대한 SAR 필드를 도시하며, 이는 중심 도체(63)가 도 19에 도시된 중심 도체(56)보다 접지면 위로 더 돌출될 때이다. 필드들(64)은 접지면(61)으로부터 떨어져 제한된다.
도 22는 접지면(65)과 외부 형태(66) 사이에 임의의 방사상 갭이 없는 도 21의 변형을 도시한다. 필드들(64 및 67)은 방사상 거리들이 다르지만 분포 영역 측면에서 거의 동일하다. 이것은 또한, 연장된 중심 도체가 외부 형태와 접지면 사이의 방사상 거리 차이에 걸쳐 필드 분포 패턴을 인수할 때를 의미할 수 있다.
접지면은 상이한 형상들의 전자기장들을 조직에 분배하기 위해 상이한 형상들을 가질 수 있고 차례로 상이한 타입들의 TZ 종양을 치료하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 원뿔형 접지면(68)은 도 23에 예시되고, 도 23은 더 많은 에너지(69)를 자궁경관(1)의 내자궁경부 구성 요소(3)로 송신할 수 있는 반면, 도 24에 도시된 반전된 컵 모양의 접지면(70)은 접지면 근처에 더 많이 방사할 수 있고 즉, SAR 필드(71)를 자궁경관의 외자궁경부 구성 요소로 더 방사할 수 있다.
도 25는 방사선(73)을 자궁경관의 외자궁경부 구성 요소로 더 확산 및 당길 수 있는 컵형 구조를 갖는 다른 형태의 접지면(72)을 예시한다.
도 20의 마이크로파 안테나 장치의 접지면이 조직과 접촉하는 경우, 이것은 높은 전자기장들을 초래하고, 이는 조직의 탄화를 초래할 수 있다. 대안적으로, 도 26에 예시된 바와 같이, 안테나는 접지면(74)이 조직(75)과 접촉할 임의의 가능성을 피하기 위해 조직으로부터 뒤로 당겨져서 59와 비교하여 방사선 필드(76)의 변화를 도시하지 않는다.
도 27은, 중심 도체, 특히 연장된 길이의 중심 도체의 형상이 필드들의 분포에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 도시한다. 도 27은 자궁경관의 내자궁경부 구성 요소로 더 많이 방사될 수 있는 불균일한 필드 패턴(78)을 도시하는 길이 20 mm의 중심 도체(77)를 도시한다. 유사하게, 도 28을 참조하면, 하단에서 중심 도체(79)를 두껍게 하고 상단을 향해 테이퍼링함으로써, 필드들(80)은 진행된 CIN의 경우 자궁경관의 전체 길이를 따라 균일하게 정렬되고 송신될 수 있다.
통상의 기술자는 위에서 설명된 임의의 장치, 어셈블리 또는 시스템에 대해 다양한 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 에너지의 축방향 전파를 제한하기 위해, 전기 전도성 캡 요소가 마이크로파 안테나 장치의 원위 단부에 또는 이에 인접하여 포함될 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 안테나 장치의 외부 표면의 원위 단부는 유전체 요소들 중 하나 이상에 의해 규정될 수 있고 캡 요소는 세장형 도체의 원위 단부와 마이크로파 안테나 장치의 외부 표면의 원위 단부 사이에 위치될 수 있다. 대안적으로, 캡 요소는 마이크로파 안테나 장치의 외부 표면의 원위 단부를 규정할 수 있다.
동축 케이블의 전도성 차폐부는 2 개의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동축 케이블의 전도성 차폐부는 전도성 재료의 메시 또는 직조 및 호일 랩(foil wrap)을 포함할 수 있다. 호일 랩은 메쉬 또는 직조를 보완할 수 있다.
동축 케이블은 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은 임의의 적합한 절연 재료, 예를 들어 PTFR, PEEK, FEB 또는 파릴렌을 포함할 수 있다. 이러한 코팅은 견고성을 증가시킬 수 있다. 이러한 코팅은 마찰을 감소시켜 케이블이 다른 객체에 대해 미끄러질 수 있는 용이성을 향상시킬 수 있다.

Claims (47)

  1. 마이크로파 에너지를 자궁경(uterine cervix)의 표면 조직으로 방사하는 데 사용하기 위한 마이크로파 안테나 장치로서,
    애퍼처(aperture)를 규정하는 전기 전도성 접지 요소;
    상기 애퍼처를 통해 연장되고 원위 단부에서 종결되는 전기 전도성 세장형 요소; 및
    하나 이상의 유전체 요소들을 포함하고,
    상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 상기 세장형 요소 및 상기 접지 요소를 서로 전기적으로 절연시키는, 마이크로파 안테나 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 접지 요소 및 상기 세장형 요소는 동축일 수 있는, 마이크로파 안테나 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 상기 자궁경의 표면과 맞물리기 위한 외부 표면을 규정하는, 마이크로파 안테나 장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 상기 세장형 요소의 상기 원위 단부를 덮고/덮거나 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 상기 세장형 요소의 원위 단부를 덮는, 마이크로파 안테나 장치.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세장형 요소는 미리 결정된 길이만큼 상기 접지 요소를 넘어 축방향으로 연장되는, 마이크로파 안테나 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 상기 세장형 요소의 상기 미리 결정된 길이의 비율을 덮거나 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 상기 세장형 요소의 미리 결정된 길이 전체를 덮는, 마이크로파 안테나 장치.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은, 상기 마이크로파 안테나 장치가 사용 중일 때 상기 세장형 요소가 상기 자궁경의 상기 표면과 접촉하는 것을 방지하도록 구성되는, 마이크로파 안테나 장치.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 원하는 미리 결정된 거리만큼 상기 자궁경의 표면의 조직으로부터 상기 접지 요소 및/또는 상기 세장형 요소를 분리하도록 구성되고, 예를 들어 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 원하는 미리 결정된 두께를 갖는, 마이크로파 안테나 장치.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 상기 접지 요소에 의해 규정된 애퍼처를 채우는, 마이크로파 안테나 장치.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 유전체 요소들은 상기 자궁경의 자궁경부 os의 축에 대해 상기 안테나를 중앙에 배치하기 위한 중앙 원위 피처(feature)를 규정하는, 마이크로파 안테나 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 중앙 원위 피처는 마이크로파 에너지를 상기 자궁경부 os의 근위 섹션에 방사하도록 구성되는, 마이크로파 안테나 장치.
  12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서, 상기 하나 이상의 유전체 요소들은 상기 자궁경의 근위 외자궁경부 영역을 부항(cupping)시키고 상기 자궁경의 상기 자궁경관 os에 상기 중앙 원위 피처의 과도한 삽입을 방지하기 위한 부항 피처를 규정하는, 마이크로파 안테나 장치.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 상기 접지 요소의 적어도 일부를 덮는, 마이크로파 안테나 장치.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체 요소들 중 하나 이상은 상기 접지 요소의 원위 표면 중 적어도 일부를 덮는, 마이크로파 안테나 장치.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로파 안테나 장치는 축을 규정하고 상기 마이크로파 안테나 장치는 상기 축을 중심으로 원통형 대칭인, 마이크로파 안테나 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 세장형 엘리먼트는 막대-형, 원통형 및/또는 원뿔형인, 마이크로파 안테나 장치.
  17. 제15 항 또는 제16 항에 있어서, 상기 접지 요소의 방사상 범위는 미리 결정된 방사상 오프셋만큼 상기 하나 이상의 유전체 요소의 방사상 범위보다 많거나 적을 수 있는, 마이크로파 안테나 장치.
  18. 제15 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접지 요소는 환형이거나 일반적으로 환형이고;
    상기 접지 요소는 평면형이거나 일반적으로 평면형이고;
    상기 접지 요소는 곡선형이고;
    상기 접지 요소는 컵 또는 상기 컵의 개구를 갖는 보울(bowl) 또는 상기 세장형 요소의 원위 단부로 지향된 보울의 형태로 형상화되고;
    상기 접지 요소는 반전된 컵 또는 상기 반전된 컵의 개구를 갖는 반전된 보울 또는 상기 세장형 요소의 원위 단부로부터 멀어지게 지향되는 상기 반전된 보울의 형태로 형상화되는 것 중 하나인, 마이크로파 안테나 장치.
  19. 제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로파 안테나 장치는 상기 세장형 도체의 원위 단부에 또는 이에 인접하는 전기 전도성 캡 요소를 포함하는, 마이크로파 안테나 장치.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 마이크로파 안테나 장치의 외부 표면의 원위 단부는 상기 유전체 요소들 중 하나 이상에 의해 규정되고 상기 전기 전도성 캡 요소는 상기 세장형 도체의 원위 단부와 상기 마이크로파 안테나 장치의 외부 표면의 원위 단부 사이에 위치되는, 마이크로파 안테나 장치.
  21. 제19 항에 있어서, 상기 전기 전도성 캡 요소는 상기 마이크로파 안테나 장치의 외부 표면의 원위 단부를 규정하는, 마이크로파 안테나 장치.
  22. 제1 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로파 안테나 장치는 일회용이거나 재사용가능한, 마이크로파 안테나 장치.
  23. 제1 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로파 안테나 장치는:
    인간 유두종 바이러스(HPV)에 감염되고/되거나 자궁경부 상피내 종양(CIN)으로 진단된 자궁경관의 하나 이상의 영역들 같은 하나 이상의 영역들에서 치유 효과를 제공하고;
    인간 유두종 바이러스(HPV)에 감염되고/되거나 자궁경부 상피내 종양(CIN)으로 진단된 자궁경관의 하나 이상의 영역들 같은 하나 이상의 영역들에서 정확한 생물학적 응답을 생성하고;
    상기 자궁경의 표면 조직의 국소화된 비절제 고열;
    상기 자궁경의 표면 조직의 국소화된 절제; 및
    상기 자궁경의 표면 조직의 소작법 중 적어도 하나를 위해 상기 자궁경의 표면 조직에 마이크로파 에너지를 방사하는 데 사용하도록 구성된, 마이크로파 안테나 장치.
  24. 제1 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 마이크로파 안테나 장치는 대응하는 상이한 방사 패턴을 제공하기 위해 선택된 상이한 구성을 갖는, 마이크로파 안테나 장치.
  25. 마이크로파 에너지를 자궁경의 표면 조직에 방사하는 데 사용하기 위한 마이크로파 어셈블리로서,
    상기 마이크로파 어셈블리는 제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 따른 마이크로파 안테나 장치 및 상기 마이크로파 안테나 장치에 연결된 샤프트를 포함하는, 마이크로파 어셈블리.
  26. 제25 항에 있어서, 상기 마이크로파 어셈블리는 상기 샤프트와 상기 마이크로파 안테나 장치를 연결하는 연결 어레인지먼트(arrangement)를 포함하고, 상기 연결 어레인지먼트는 상기 마이크로파 안테나 장치의 축과 상기 샤프트의 축 사이의 각도를 가변시키도록 구성되는, 마이크로파 어셈블리.
  27. 제26 항에 있어서, 상기 연결 어레인지먼트는 피벗 어레인지먼트, 힌지, 가요성 조인트, 및 볼 및 소켓 조인트 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로파 어셈블리.
  28. 제26 항 또는 제27 항에 있어서, 상기 연결 어레인지먼트는 상기 마이크로파 안테나 장치를 상기 샤프트에 분리가능하게 부착하도록 구성되고, 이에 의해 상기 샤프트에 상이한 마이크로파 안테나 장치의 피팅(fitting)을 허용하고, 상기 상이한 마이크로파 안테나 장치는 상기 마이크로파 안테나 장치에 대해 대안적인 구성, 예를 들어 대안적인 형상 및/또는 크기를 특징으로 하는, 마이크로파 어셈블리.
  29. 제25 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트는 일회용이고 상기 샤프트는 재사용가능한, 마이크로파 어셈블리.
  30. 제25 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로파 어셈블리의 근위 단부에 또는 이에 인접하여, 예를 들어 상기 샤프트의 근위 단부에 또는 이에 인접하여 핸드 그립(hand grip) 또는 핸드 피스(hand piece)를 포함하는, 마이크로파 어셈블리.
  31. 제30 항에 있어서, 상기 핸드 그립 또는 핸드 피스는 상기 샤프트에 분리가능하게 부착되는, 마이크로파 어셈블리.
  32. 제30 항 또는 제31 항에 있어서, 상기 핸드 그립 또는 핸드 피스는 일회용이거나 재사용가능한, 마이크로파 어셈블리.
  33. 제25 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로파 어셈블리는, 스위치가 마이크로파 생성기에서 상기 마이크로파 안테나 장치로 마이크로파 에너지의 송신을 허용하는 온 상태와 상기 스위치가 상기 마이크로파 생성기에서 상기 마이크로파 안테나 장치로 상기 마이크로파 에너지의 송신을 방지하는 오프 상태 사이에서 구성 가능한 전기 스위치를 포함하는, 마이크로파 어셈블리.
  34. 제30 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 따른 제33 항에 있어서, 상기 핸드 그립 또는 핸드 피스는 상기 온 상태와 오프 상태 사이에서 상기 전기 스위치를 재구성하기 위해 버튼 등 같은 수동 제어 엘리먼트를 포함하는, 마이크로파 어셈블리.
  35. 마이크로파 에너지를 자궁경의 표면 조직으로 방사하는 데 사용하기 위한 마이크로파 시스템으로서,
    제25 항 내지 제34 항 중 어느 한 항에 다른 마이크로파 어셈블리;
    마이크로파 생성기; 및
    마이크로파 도파관을 포함하고,
    상기 마이크로파 도파관은 상기 마이크로파 생성기와 상기 마이크로파 어셈블리를 전기적으로 연결하는, 마이크로파 시스템.
  36. 제35 항에 있어서, 상기 마이크로파 도파관은 가요성 및/또는 동축 마이크로파 케이블과 같은 마이크로파 케이블을 포함하는, 마이크로파 시스템.
  37. 제36 항에 있어서, 상기 마이크로파 도파관은 상기 샤프트에 하우징되는, 마이크로파 시스템.
  38. 마이크로파 에너지를 자궁경의 표면 조직으로 방사하는 데 사용하기 위한 방법으로서,
    상기 자궁경의 표면을 제1 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 따른 마이크로파 안테나 장치의 원위 표면과 맞물리는 단계; 및
    상기 마이크로파 에너지를 상기 자궁경에 인가하기 위해 상기 마이크로파 안테나 장치를 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
  39. 제38 항에 있어서,
    원하는 미리 결정된 방사 패턴이 임의의 다른 객체의 근접성에 의해 방해받지 않도록, 상기 마이크로파 안테나 장치가 임의의 다른 객체로부터 원격으로 위치될 때 원하는 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하거나; 또는
    상기 원하는 미리 결정된 방사 패턴이 상기 자궁경의 표면의 근접성에 의해 방해받지 않도록 상기 마이크로파 안테나 장치가 상기 자궁경의 표면으로부터 원격으로 위치될 때 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하기 위해 상기 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  40. 제39 항에 있어서, 상기 원하는 미리 결정된 방사 패턴을 제공하기 위해 상기 마이크로파 에너지의 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 및 펄스 반복률 중 하나 이상을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  41. 제38 항 내지 제40 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로파 안테나 장치가 인간 유두종 바이러스(HPV)에 감염되고/되거나 자궁경부 상피내 종양(CIN)으로 진단된 하나 이상의 영역들 같은 자궁경관의 하나 이상의 감염된 영역들 같은 하나 이상의 영역들의 상기 자궁경에 마이크로파 에너지를 인가하는 데 사용될 때 치유 효과를 제공하기 위해 상기 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  42. 제38 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자궁경 표면 조직의 국소적 비절제 고열을 유발하도록 상기 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  43. 제38 항 내지 제42 항 중 어느 한 항에 있어서, 인간 유두종 바이러스(HPV)에 감염되고/되거나 자궁경부 상피내 종양(CIN)으로 진단된 하나 이상의 영역들 같은 자궁경 표면 조직의 하나 이상의 영역들에서 생물학적 응답을 생성하기 위해 상기 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  44. 제38 항 내지 제43 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자궁경 표면 조직의 국소적 절제 고열을 유발하도록 상기 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  45. 제38 항 내지 제44 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자궁경 표면 조직을 소작화하기 위해 상기 마이크로파 에너지의 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  46. 제41 항 내지 제45 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로파 에너지의 공간 분포, 주파수, 주파수 스펙트럼, 전력, 전력 밀도, 에너지, 에너지 밀도, 세기, 강도, 양, 크기, 노출 시간, 선량, 펄스 지속기간, 및 펄스 반복률 등으로부터 하나 이상의 특성을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  47. 제38 항 내지 제46 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 상기 마이크로파 안테나 장치의 비유전율을 상기 자궁경관의 상기 비유전율에 매칭시키거나 실질적으로 매칭시키는 단계를 포함하고, 예를 들어 상기 방법은 상기 마이크로파 에너지의 하나 이상의 주어진 특성에 대해 상기 자궁경관 조직들의 비유전율의 50 % 미만, 10 % 미만, 1 % 미만 또는 0.1 % 미만만큼 상이한 상기 마이크로파 안테나 장치의 비유전율을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
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