KR20240045291A

KR20240045291A - 표면 근처의 종양에 대해 대상체의 신체에 종양 치료 필드를 전달하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20240045291A
Application number: KR1020247008269A
Authority: KR
Inventors: 탈 마르시아노; 스마다르 아르바츠; 보아스 마르소
Original assignee: 노보큐어 게엠베하
Priority date: 2021-08-12
Filing date: 2022-08-12
Publication date: 2024-04-05
Also published as: WO2023017489A1; WO2023017489A8

Abstract

종양 치료 필드를 적용하기 위해 피험자의 신체에서 트랜스듀서의 위치를 결정하는 방법이다. 방법은 피험자 신체에서 종양의 표면 근처 부분, 종양의 다른 부분보다 피험자 신체의 표면에 더 가까운 종양의 표면 근처 부분을 결정하는 단계; 피험자 신체에서 종양 근처 위치, 피험자 신체의 다른 위치보다 종양의 표면 근처 부분에 더 가까운 피험자 신체에서의 종양 근처 위치를 결정하는 단계를 포함한다; 서로 전기적으로 결합된 복수의 전극 요소를 포함하는 트랜스듀서의 외부 둘레를 결정하고, 트랜스듀서의 복수의 전극 요소는 외부 둘레 내에 위치하는 단계; 및 트랜스듀서의 외부 둘레의 일부가 피험자 신체의 종양 근접 위치에 실질적으로 위치하는 것을 식별하는 단계를 포함한다.

Description

표면 근처의 종양에 대해 대상체의 신체에 종양 치료 필드를 전달하는 방법 및 장치

본 출원은 대만 특허 출원번호 111130490, 2022년 8월 12일 출원된 미국 특허 출원번호 17/886,371, 2022년 8월 11일 출원된 미국 특허 출원번호 17/698,457, 2022년 3월 18일 출원된 미국 특허 출원번호 63/232,329, 2021년 8월 12일 출원된 미국 특허 출원번호 63/232,294에 우선권을 주장하며, 모두 여기에 참조로 통합되어 있다.

종양 치료 필드(TTFields)는 미국 특허 제7,565,205호에 설명된 대로 종양 치료에 사용될 수 있는 중간 주파수 범위(예: 50-500kHz 등 50kHz~1MHz) 내의 저강도(예: 1-4V/cm) 교류 전기장으로, 미국 특허 번호 7,565,205호에 설명되어 있다. 종양 치료 필드 요법은 재발성 교모세포종(GBM, glioblastoma)에 대한 승인된 단독 치료법이며 새로 진단된 GBM 환자를 위한 화학 요법과의 승인된 병용 요법이다. 종양 치료 필드는 대상체의 다른 신체 부위(예: 폐, 난소, 췌장)의 종양 치료에도 사용할 수 있다. 예를 들어, 종양 치료 필드 요법은 악성 흉막 중피종(MPM)에 대한 화학 요법과의 병용 요법으로 승인되었다. 종양 치료 필드는 환자의 신체에 직접 배치된 트랜스듀서(예: 용량성 결합 전극 요소 어레이)를 통해 비침습적으로 관심 영역으로 유도되며(예: Novocure Optune™ 시스템 사용), 트랜스듀서 사이에 교류 전압을 가한다.

GBM의 경우, 트랜스듀서를 배치하는 일반적인 접근 방식은 첫 번째 트랜스듀서 쌍을 머리의 앞뒤에 배치하고 두 번째 트랜스듀서 쌍을 머리의 오른쪽과 왼쪽에 배치하는 것이다. 중피종 치료의 맥락에서 트랜스듀서를 배치하는 일반적인 접근 방식은 첫 번째 트랜스듀서 쌍을 몸통의 앞뒤에 배치하고 두 번째 트랜스듀서 쌍을 몸통의 오른쪽과 왼쪽에 배치하는 것이다. 교류 전압 발생기는 첫 번째 트랜스듀서 쌍 사이에 첫 번째 시간 간격(예: 1초) 동안 교류 전압(예: GBM의 경우 200kHz 또는 중피종의 경우 150kHz)을 적용하여 일반적으로 앞뒤 방향으로 흐르는 필드 라인으로 전기장을 생성한다. 그런 다음 AC 전압 발생기가 두 번째 트랜스듀서 쌍 사이에 두 번째 시간 간격(예: 1초) 동안 동일한 주파수로 AC 전압을 적용하여 일반적으로 오른쪽에서 왼쪽 방향으로 흐르는 필드 라인이 있는 전기장을 생성한다. 그런 다음 시스템은 치료 기간 동안 이 2 단계 시퀀스를 반복한다.

도 1은 대상체의 신체에서 종양 치료 필드를 적용하기 위해 트랜스듀서의 위치를 결정하는 예시를 보도시하는 순서도이다.
도 2는 종양이 있는 대상체의 신체에 종양 치료 필드를 적용하는 예시를 보여주는 순서도이다.
도 3은 종양의 위치를 기반으로 대상체의 신체에서 트랜스듀서의 위치를 결정하여 종양 치료 필드를 적용하는 예시를 도시한다.
도 4a 및 4b는 복수의 결합된 전극 소자가 있는 트랜스듀서의 구조 예시를 도시한다.
도 5a와 도 5b는 트랜스듀서 구조의 예를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 종양 치료 필드를 전달하기 위해 대상체의 신체에 트랜스듀서를 부착하는 예를 도시한다.
도 7a와 도 7b는 다양한 크기의 트랜스듀서를 통해 대상체의 머리에 전기장을 가했을 때 전기장 세기의 시뮬레이션 결과의 예시를 도시한다.
도 8a-8c는 다양한 형태의 트랜스듀서를 통해 대상체의 머리에 전기장을 가했을 때 조직이 흡수하는 전력의 시뮬레이션 결과 예시를 도시한다.
도 9a - 9f는 종양에 전달되는 전기장 세기의 시뮬레이션 결과를 트랜스듀서 길이의 함수로 나타낸 예시로서, 각 경우에 종양이 트랜스듀서 어레이 둘레의 중앙에 위치하도록 트랜스듀서를 배치한 경우(A)와 종양이 트랜스듀서 어레이 둘레의 에지에 위치하도록 트랜스듀서를 배치한 경우(B)를 비교한 것이다. 도 9c - 9f는 각각 대상체의 머리 표면과의 다양한 거리에 대한 관계를 나타내며, 도 9c는 대상체의 머리 표면과의 가장 가까운 거리를 도시한다.
도 10은 대상체의 신체에 대한 불확실성 추정치를 사용하여 종양 분할을 생성하는 장치의 예를 도시한다.
다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명되며, 여기서 같은 참조 부호는 같은 요소를 나타낸다.

대상체에게 효과적인 종양 치료 필드 치료를 제공하려면 대상 종양에 높은 전기장 세기를 전달하기 위해 대상체의 신체에 트랜스듀서를 배치할 정확한 위치를 생성해야 한다. 이러한 트랜스듀서 위치를 결정하기 위해 대상체 신체의 다른 위치보다 적어도 종양의 일부에 가까운 하나 이상의 종양 근접 위치가 결정된다. 다음으로, 대상체의 신체에서 트랜스듀서 위치는 일반적으로 하나 이상의 종양 근접 위치에 위치한 트랜스듀서의 중앙 부분 또는 중앙에 가까운 부분을 사용하여 결정된다.

발명자들은 전극 소자의 배열을 포함하는 트랜스듀서에서 배열의 에지를 따라 위치한 전극 소자가 배열의 중앙에 위치한 전극 소자에 비해 전류 흐름에 대한 저항이 낮을 수 있음을 발견하였다. 이는 일반적으로 어레이의 에지(예: 외부 경계)에 있는 지점에서 더 높은 전하 농도를 초래할 수 있다. 또한 어레이의 에지 모서리 또는 이와 유사한 급격한 굴곡에 위치한 전극 요소는 에지와 어레이 중앙의 다른 전극 요소보다 더 높은 농도를 가진다. 트랜스듀서가 어레이의 에지, 특히 모서리에 위치한 전극 요소를 통해 더 많은 양의 전류를 구동하는 경향을 여기서는 "에지 효과"라고 한다.

이러한 문제를 인식한 발명자들은 트랜스듀서의 에지(예: 외부 둘레)를 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 배치하여 종양 치료 필드를 적용하는 접근 방식을 발견하였다. 트랜스듀서의 외부 둘레를 종양에 가까운 위치에 배치함으로써 트랜스듀서의 에지 효과를 활용할 수 있고, 따라서 증가된 전기장 세기가 표적 종양 부위에 전달되어 종양 치료 필드의 치료 효과에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.

본 발명은 다음의 상세한 설명, 실시예, 도면 및 청구범위와 그 전후의 설명을 참조함으로써 보다 용이하게 이해할 수 있다. 그러나, 본 발명은 달리 명시되지 않는 한 개시된 특정 장치, 장치, 시스템 및/또는 방법에 한정되는 것이 아니며, 따라서 당연히 달라질 수 있음을 이해해야 한다.

제목은 편의를 위해서만 제공되며, 본 발명을 어떤 방식으로든 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 개시의 임의의 제목 또는 임의의 부분에 예시된 실시예는 본 개시의 동일 또는 다른 제목 또는 다른 부분에 예시된 실시예와 결합될 수 있다.

본 명세서에 달리 명시되거나 문맥상 명확하게 모순되지 않는 한, 본 명세서에 설명된 모든 가능한 변형 요소의 조합은 본 발명에 포함되는 것으로 간주된다.

본원에 개시된 실시예의 일부 또는 전부는 신체에 위치한 종양의 치료를 위한 신체 상의 트랜스듀서의 위치를 참조할 수 있다. 본원에 개시된 실시예의 일부 또는 전부는 예를 들어, 뇌와 같이 머리에 위치한 종양의 치료를 위해 머리에 있는 트랜스듀서의 위치를 참조할 수 있다. 본원에 개시된 실시예의 일부 또는 전부는 몸통 또는 신체의 다른 부위에 위치한 종양의 치료를 위해 몸통 또는 신체의 다른 부위에 트랜스듀서의 위치를 참조할 수 있다.

명세서 및 첨부된 청구항에서 사용된 바와 같이, 문맥에서 달리 명시되지 않는 한 단수 형태인 "a", "an" 및 "the"는 복수의 참조 대상을 포함한다.

도 1은 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 신체에서 트랜스듀서의 위치를 결정하는 예시적인 방법(100)을 나타내는 순서도를 도시한 도면이다. 이 예에서는 한 쌍의 트랜스듀서 사이에 전기장을 적용한다. 그러나 두 쌍의 트랜스듀서 사이에 두 개의 전기장이 적용되는 경우에도 방법(100)은 각 전기장에 대해 유사하게 적용된다는 점에 유의해야 한다. 각 트랜스듀서 쌍은 대상체의 신체에서 종양 치료 필드를 생성하기 위한 채널에 해당한다.

방법(100)의 특정 단계는 컴퓨터 구현 단계로 설명된다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서와 하나 이상의 프로세서에 의해 액세스 가능한 메모리, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 컴퓨터가 방법 100의 관련 단계를 수행하도록 하는 명령을 저장하는 메모리를 포함하는 임의의 장치일 수 있다.

도 1을 참조하여, 단계(S102)에서, 방법(100)은 대상체 신체에서 대상체 신체의 표면에 가장 가까운 종양의 표면 근방 부분을 결정하는 단계를 포함한다. 종양의 표면 인근 부분의 결정은, 예를 들어, 대상체 신체 내 종양의 위치, 종양의 크기 및 모양, 및 종양의 유형에 기초한다. 일례로, 종양의 표면 인근 부분은 이미지 데이터에 의해 결정된다. 이미지 데이터는 대상체의 신체 일부에 대한 하나 이상의 이미지를 포함할 수 있다. 이미지 데이터는 예를 들어, 하나 이상의 엑스레이 이미지, 자기 공명 영상(MRI), 컴퓨터 단층 촬영(CT) 이미지, 초음파 이미지 또는 대상체 신체의 내부 모습을 제공하는 대상체 신체의 임의의 이미지를 포함할 수 있다. 각 이미지는 대상체 신체 일부의 외부 형상 및 대상체 신체 내의 종양에 대응하는 영역을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 종양의 하나 이상의 표면 인근 부분이 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 종양의 하나 이상의 표면 인근 부분은 대상체의 신체 표면과의 거리에 따라 순위가 매겨질 수 있다.

단계(S104)에서, 방법(100)은 대상체 신체의 다른 위치보다 종양의 표면 부근 부분에 더 가까운 대상체 신체 상의 종양 부근 위치를 결정하는 것을 포함한다. 일 예에서, 대상체 신체의 종양 근접 위치의 결정은 이미지 데이터, 예를 들어 하나 이상의 X-레이 이미지, MRI, CT, 초음파 이미지, 대상체 신체의 내부 뷰를 제공하는 대상체 신체의 임의의 이미지에 기초한다. 각 이미지에는 대상체 신체 일부의 외부 모양과 대상체 신체 내 종양에 해당하는 영역이 포함될 수 있다.

일부 실시예에서, 종양은 대상체의 신체 표면 근처에 위치한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 종양의 표면 인근 부분은 대상체 신체의 종양 인근 위치로부터 80mm 이하이다. 다른 예로서, 종양의 표면 인근 부분은 대상체 신체의 종양 인근 위치로부터 66mm 이하이다. 다른 실시예에서, 종양의 표면 인근 부분은 대상체 신체의 종양 인근 위치로부터 100, 90, 80, 70, 66, 60, 50, 40, 30 mm 이하 또는 심지어 20 mm 이하이다. 다른 실시예에서, 예를 들어, 제1 및 제2 끝점을 대상체 신체의 반대편에 갖는 선분과 제1 끝점이 대상체 신체의 종양 근접 위치와 교차하는 선분을 그릴 때, 제1 끝점과 종양의 근접 위치 사이의 거리는 제2 끝점과 종양의 근접 위치 사이의 거리의 50% 이하인 것이 바람직하다. 다른 예로서, 제1 끝점과 종양의 표면 인근 부분 사이의 거리는 제2 끝점과 종양의 표면 인근 부분 사이의 거리의 25% 이하이다. 다른 실시예에서, 제1 끝점과 종양의 표면 인근 부분 사이의 거리는 제2 끝점과 종양의 표면 인근 부분 사이의 거리의 50%, 40%, 30%, 25%, 20% 또는 심지어 10% 미만이다.

한 예에서 종양의 위치는 대상체 신체의 머리에 있다. 이 예에서 종양에 가까운 위치는 대상체의 머리 표면에 있다. 예를 들어, 종양에 가까운 위치는 두개골에 위치할 수 있다. 다른 예에서는 종양의 위치가 대상체의 몸통에 있다. 이 예에서 종양에 가까운 위치는 대상체의 몸통 표면에 있다. 예를 들어, 종양에 가까운 위치는 대상체의 가슴, 등 또는 복부이다. 머리와 몸통에 사용하기 위한 트랜스듀서의 예는 도 6a 내지 도 6b에 설명되어 있으며, 아래에서 자세히 설명한다.

단계(S106)에서, 방법은 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 신체 상에 위치할 제1 트랜스듀서 쌍의 제1 트랜스듀서에 대해, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레를 결정하는 단계를 포함한다. 일 예에서, 제1 트랜스듀서는 서로 전기적으로 결합된 복수의 전극 요소를 포함하며, 제1 트랜스듀서의 복수의 전극 요소는 외부 둘레 내에 위치한다. 일 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레는 실질적으로 정사각형, 직사각형, 규칙적인 다각형, 불규칙한 다각형, 원형, 타원형, 타원형, 난형 또는 타원형이다. 본 실시예에서, 실질적으로 정사각형, 직사각형, 규칙적인 다각형 또는 불규칙한 다각형 외곽 둘레는 정점이 둥근 정사각형, 직사각형, 규칙적인 다각형 또는 불규칙한 다각형 모양을 포함한다. 일례로, 제1 트랜스듀서의 표면적은 5000mm² 이상이다. 다른 예로서, 제1 트랜스듀서의 표면적은 6500 mm² 보다 크다. 다른 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 표면적은 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 6500, 7000, 8000 9000, 10000, 15000 20000, 25000 또는 50000 또는 75000 mm² 보다 크거나 같다. 일반적으로 첫 번째 트랜스듀서의 표면적은 75000 mm² (750 cm²) 이하이지만, 최대 표면적은 치료할 사람(또는 동물)의 크기에 따라 달라진다. 예를 들어, 첫 번째 트랜스듀서의 표면적은 1000~75000mm², 2000~60000mm², 4000~50000mm² 또는 4000~25000mm² 일 수 있다.

일 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레는 제1 트랜스듀서의 에지이다. 다른 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레는 제1 트랜스듀서의 볼록한 주변이다. 일 실시예에서, 볼록한 주변은 제1 트랜스듀서의 모든 전극 요소를 둘러싸고 있다. 다른 예에서는 볼록한 주변이 전극 요소 중 적어도 세 개에 닿는다.

일 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 중 실질적으로 대상체 신체의 종양 근접 위치에 위치하는 부분은 제1 트랜스듀서의 전극 요소 중 적어도 하나에 접촉한다. 다른 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 부분은 대상체 신체의 종양에 가까운 위치에 실질적으로 위치하도록 제1 트랜스듀서의 전극 요소 중 적어도 2개, 또는 적어도 3개에 접촉한다. 다른 예에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 중 실질적으로 대상체 신체의 종양에 가까운 위치에 위치하는 부분은 외부 둘레의 20% 이하이다. 다른 예로서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 중 실질적으로 대상체 신체의 종양에 가까운 위치에 위치하는 부분은 외부 둘레의 10% 이하, 또는 심지어 5% 이하이다.

일 실시예에서, 제1 트랜스듀서는 대상체의 신체 위에 위치하도록 구성되고, 제1 트랜스듀서의 면은 대상체의 신체를 향하도록 구성된다. 일 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 제1 트랜스듀서의 다수의 전극 요소는 제1 트랜스듀서의 외부 둘레를 정의하는 주변 전극 요소이고, 주변 전극 요소는 제1 트랜스듀서의 다른 전극 요소를 실질적으로 둘러싸고 있다. 다른 예에서, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 종양의 가까운 표면 부분은 실질적으로 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 내에 있다.

일 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 전극 요소는 용량적으로 결합된다. 다른 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 전극 요소는 정전 용량으로 결합되지 않는다. 일 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 전극 요소는 세라믹 디스크를 포함한다. 일 실시예에서, 각 세라믹 디스크는 직경이 약 2cm이고 가장 큰 두께에서 두께가 약 1mm이다. 다른 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 전극 요소는 디스크 형태가 아닌 세라믹 요소이다. 다른 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 전극 요소는 비세라믹 유전체 재료이다. 비세라믹 유전체 재료의 예로는 폴리머 필름이 있다. 이러한 실시예의 예는 도 4a 내지 도 4b 및 도 5a 내지 도 5b에 도시되어 있으며, 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명한다.

종양 치료 필드의 전력 밀도는 종양에 전달되는 종양 치료 필드 선량을 나타내는 데 사용될 수 있다. 적용된 종양 치료 필드의 전력 밀도는 예를 들어 와트/부피 단위일 수 있다. 일례로, 적용된 종양 치료 필드의 전력 밀도는 예를 들어 mW/cm³ 단위일 수 있다. 첫 번째 트랜스듀서와 두 번째 트랜스듀서 사이에 적용된 종양 치료 필드의 전력 밀도는 다음 수학식으로 계산할 수 있다:

[수학식 1]

P = ½σE²

여기서 P는 적용된 종양 치료 필드의 전력 밀도, σ는 조직의 전도도, E는 적용된 종양 치료 필드의 전기장 크기이다.

위에서 설명한 바와 같이, 전극 요소의 어레이를 포함하는 트랜스듀서에서 어레이의 에지를 따라 위치한 전극 요소는 어레이의 중앙에 위치한 전극 요소에 비해 더 많은 양의 전류를 구동할 수 있다(예: 에지 효과). 따라서, 방정식 1에 따르면, 트랜스듀서의 에지를 따른 전력 밀도는 트랜스듀서의 중앙 부분보다 높을 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스듀서의 외부 둘레에서의 전력 밀도는 트랜스듀서 중앙 부분의 전력 밀도의 100% ~ 300%일 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서의 외부 둘레에서의 전력 밀도는 트랜스듀서 중앙 부분의 전력 밀도의 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 또는 200%만큼 낮을 수 있다; 그리고 트랜스듀서 중앙 부분의 전력 밀도의 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 또는 300%(예: 트랜스듀서 중앙 부분의 전력 밀도의 120-280% 또는 150-250%)와 같이 높을 수 있다.

따라서 종양이 대상체의 신체 표면 근처에 있는 경우, 즉 종양이 제1 트랜스듀서 가까이에 있는 경우, 제1 트랜스듀서의 중앙 부분이 아닌 에지를 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 배치하면 에지의 전력 밀도가 트랜스듀서의 중앙 부분의 전력 밀도보다 높기 때문에 종양에 더 높은 전기장 전력을 전달할 수 있다. 종양이 대상체의 신체 표면으로부터 멀리 떨어져 있는 경우, 즉 종양이 제1 트랜스듀서로부터 멀리 떨어져 있는 경우, 제1 트랜스듀서의 에지보다는 중앙 부분 또는 중앙에 가까운 부분을 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 배치하면 에지와 트랜스듀서의 중앙 부분의 축적된 전기장 전력이 종양에 전달될 수 있기 때문에 종양에 더 높은 전기장 전력을 전달할 수 있다. 이러한 실시예의 예는 도 9a 내지 도 9f에 시뮬레이션 및 예시되어 있으며, 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명한다.

단계(S108)에서, 방법(100)은 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 복수의 부분 또는 제1 트랜스듀서의 복수의 방향이 대상체의 종양에 가까운 위치에 실질적으로 위치하도록 식별하는 것을 포함한다. 예를 들어, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레가 실질적으로 정사각형, 직사각형, 규칙적인 다각형 또는 불규칙한 다각형인 경우, 외부 둘레의 복수의 부분은 하나 이상의 모서리(예를 들어, 날카롭거나 둥근 정점) 및 실질적으로 정사각형, 직사각형, 규칙적인 다각형 또는 불규칙한 다각형의 하나 이상의 모서리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레가 실질적으로 원형, 타원형, 타원형, 난형 또는 타원형인 경우, 외부 둘레의 복수의 부분은 실질적으로 원, 타원, 타원형, 난형 또는 타원의 호 또는 둘레 부분을 포함할 수 있다.

단계 S110에서, 방법은 외부 둘레의 복수의 부분 중 적어도 하나 또는 제1 트랜스듀서의 복수의 방향 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 복수의 부분 중 적어도 하나의 선택은 외부 둘레의 형상, 외부 둘레 상의 전극 요소의 분포 및/또는 종양의 크기 및 모양에 기초한다. 예를 들어, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레가 실질적으로 정사각형, 직사각형, 규칙적인 다각형 또는 불규칙한 다각형인 경우, 하나 이상의 모서리 중 적어도 하나(예: 날카롭거나 둥근 정점)가 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레가 실질적으로 원형, 타원형, 타원형, 난형 또는 타원형인 경우, 호 또는 둘레 부분 중 적어도 하나 이상이 선택될 수 있다. 다른 예로서, 외부 둘레의 선택된 적어도 하나의 부분은 제1 트랜스듀서의 전극 요소 중 적어도 하나에 접촉한다. 다른 실시예에서, 선택된 외부 둘레의 적어도 하나의 부분은 제1 트랜스듀서의 전극 요소 중 적어도 2개 또는 적어도 3개에 접촉한다.

일 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레는 제1 트랜스듀서의 에지이다. 이 예에서, 방법은 제1 트랜스듀서의 에지(예를 들어, 외부 둘레)의 세그먼트를 식별하고 출력하는 것을 포함할 수 있다. 대상체의 신체 위에 배치될 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 에지의 세그먼트는 종양의 표면 인근 위치와 실질적으로 겹친다. 일례로, 에지의 세그먼트는 제1 트랜스듀서의 중심보다 종양의 표면 인근 위치에 더 가깝다.

다른 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레는 제1 트랜스듀서의 볼록한 주변이다. 이 예에서, 방법(100)은 제1 트랜스듀서의 볼록 주변부의 종양에 가까운 부분을 식별하고 출력하는 것을 포함할 수 있으며, 제1 트랜스듀서의 다른 부분보다 대상자의 신체에 종양의 표면 부근 위치에 더 가깝게 위치할 수 있다.

단계 S112에서, 방법(100)은 단계 S110에서 선택된 외부 둘레의 복수의 부분 중 적어도 하나 또는 제1 트랜스듀서의 복수의 방향 중 적어도 하나를 대상 신체 상의 종양에 가까운 위치에 실질적으로 위치하도록 출력하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 외부 둘레의 복수의 부분 중 적어도 하나 또는 제1 트랜스듀서의 복수의 방향 중 적어도 하나는 출력 장치에서 출력된다.

도 2는 종양이 있는 대상체의 신체에 종양 치료 필드를 적용하는 예시적인 방법(200)을 설명하는 순서도를 도시한 도면이다. 이 예에서는 두 쌍의 트랜스듀서 사이에 두 개의 전기장이 교대로 적용된다.

도 2를 참조하면, 단계(S202)에서, 방법(200)은 제1 트랜스듀서 쌍 및 제2 트랜스듀서 쌍을 대상체의 신체에 위치시키는 것을 포함한다. 일 예에서, 제1 트랜스듀서 쌍은 제1 트랜스듀서 및 제2 트랜스듀서를 포함하고, 제2 트랜스듀서 쌍은 제1 트랜스듀서 및 제2 트랜스듀서를 포함한다. 제1 트랜스듀서 쌍 및 제2 트랜스듀서 쌍의 각 트랜스듀서는 전극 요소의 어레이를 갖는 트랜스듀서일 수 있다. 일례에서, 제1 트랜스듀서 쌍 및 제2 트랜스듀서 쌍의 트랜스듀서 중 적어도 하나의 트랜스듀서를 배치할 위치는 방법 100에 따라 결정된다.

일 실시예에서, 제1 트랜스듀서 쌍의 제1 트랜스듀서 및 제2 트랜스듀서는 용량적으로 결합되고, 제2 트랜스듀서 쌍의 제1 트랜스듀서 및 제2 트랜스듀서는 용량적으로 결합된다. 다른 예에서, 제1 트랜스듀서 쌍의 제1 트랜스듀서 및 제2 트랜스듀서는 용량적으로 결합되지 않고, 제2 트랜스듀서 쌍의 제1 트랜스듀서 및 제2 트랜스듀서는 용량저갸으로 결합되지 않는다.

일 실시예에서, 제1 트랜스듀서 쌍과 제2 트랜스듀서 쌍은 대상체 신체의 머리에 위치한다. 다른 예에서, 제1 쌍의 제1 트랜스듀서 및 제2 트랜스듀서 쌍은 대상체 신체의 머리에 위치하며, 제1 쌍 및 제2 트랜스듀서 쌍의 제2 트랜스듀서는 대상체 신체의 목에 위치한다. 다른 예에서, 첫 번째 트랜스듀서 쌍과 두 번째 트랜스듀서 쌍은 대상체 신체의 몸통에 위치한다. 다른 예에서, 제1 트랜스듀서 쌍의 제1 트랜스듀서 및 제2 트랜스듀서 쌍은 대상체 신체의 몸통에 위치하며, 제1 트랜스듀서 쌍 및 제2 트랜스듀서 쌍의 제2 트랜스듀서는 대상체 신체의 몸통 아래에 위치한다.

단계(S204)에서, 방법(200)은 제1 트랜스듀서 쌍 사이에서 제1 종양 치료 전기장(종양 치료 필드)을 교대로 생성하고, 제2 트랜스듀서 쌍 사이에서 제2 종양 치료 전기장(종양 치료 필드)을 교대로 생성하는 것을 포함한다. 첫 번째 종양 치료 필드는 첫 번째 AC 생성기에 의해 생성된 첫 번째 AC 전압을 첫 번째 트랜스듀서 쌍 사이에 처음으로 적용하여 생성되며, 예를 들어 낮은 강도(예: 1-4 V/cm)와 중간 주파수 범위(예: 125-250 kHz 또는 일부 경우 50-500 kHz)를 가진다. 일 예로, 첫 번째 종양 치료 필드의 주파수는 150kHz이다. 첫 번째 AC 전압은 첫 번째 시간 동안(예: 1초) 첫 번째 트랜스듀서 쌍에 적용된다. 첫 번째 시간이 지나면 첫 번째 종양 치료 필드의 생성이 중단된다. 다음으로, 두 번째 종양 치료 필드는 두 번째 시간 동안 두 번째 AC 생성기에 의해 생성된 두 번째 AC 전압을 두 번째 트랜스듀서 쌍 사이에 적용하여 생성되며, 예를 들어 낮은 강도(예: 1-4 V/cm)와 중간 주파수 범위(예: 125-250 kHz 또는 일부 경우, 50-500 kHz)를 가진다. 한 가지 예에서 두 번째 종양 치료 필드의 주파수는 150kHz이다. 두 번째 AC 전압은 두 번째 기간(예: 1초) 동안 두 번째 트랜스듀서 쌍에 적용된다. 두 번째 기간과 첫 번째 기간은 동일하거나 다를 수 있다. 두 번째 기간이 지나면 두 번째 종양 치료 필드의 생성이 중단된다. 다음으로, 이 방법은 첫 번째 기간 동안 첫 번째 트랜스듀서 쌍 간에 첫 번째 종양 치료 필드를 교대로 생성하고 두 번째 기간 동안 두 번째 트랜스듀서 쌍 간에 두 번째 종양 치료 필드를 생성하는 과정을 반복한다.

도 3은 종양의 위치를 기반으로 대상체의 신체에서 트랜스듀서의 위치를 결정하여 종양 치료 필드를 적용하는 예시를 도시한다.

도 3에 도시된 예에서, 종양(301)은 대상체의 신체(300)에 위치한다. 이 예에서, 종양(301)은 대상체의 머리에 위치한다. 종양(301)의 표면 인근 부분(302)이 결정된다. 일 예에서, 종양(301)의 표면 인근 부분(302)은 종양(301)의 다른 부분보다 대상체의 신체 표면에 더 가깝다. 대상체의 머리에서 종양에 가까운 위치(304)는 표면 인근 부분(302)에 기초하여 결정된다. 일 예에서, 종양에 가까운 위치(304)는 대상체 신체의 다른 위치보다 종양(301)의 표면 인근 부분(302)에 더 가깝다. 선 세그먼트(303)는 표면 인근 부분(302)과 종양 인근 위치(304)를 교차한다. 일례에서, 선분(303)은 대상체 신체의 반대편에 제1 끝점 및 제2 끝점을 갖는다. 이 예에서, 제1 끝점은 종양 인근 위치(304)이고 제2 끝점(305)은 대상체 머리의 반대편에 있다.

일 예에서, 표면 인근 부분(302)과 종양 인근 위치(304) 사이의 거리는 80 mm 이하이다. 다른 예에서, 표면 인근 부분(302)과 종양 인근 위치(304) 사이의 거리는 66 mm 이하이다. 다른 예에서, 표면 인근 부분(302)과 종양 인근 위치(304) 사이의 거리는 다음 이하이다: 80 mm, 또는 70 mm, 또는 66 mm, 또는 60 mm, 또는 55 mm, 또는 50 mm, 또는 45 mm, 또는 40 mm, 또는 35 mm, 또는 심지어, 예를 들어, 30-80 mm, 또는 35-80 mm, 또는 40-80 mm와 같이 30 mm보다 작거나 같을 수 있다. 다른 예에서, 종양 인근 위치(304)와 표면 인근 부분(302) 사이의 거리는 제2 끝점(305)과 표면 인근 부분(302) 사이의 거리의 50% 이하이다. 다른 예에서, 종양 인근 위치(304)와 표면 인근 부분(302) 사이의 거리는 제2 종단점(305)과 표면 인근 부분(302) 사이의 거리의 25% 이하이다. 다른 실시예에서, 종양 인근 위치(304)와 표면 인근 부분(302) 사이의 거리는 50%, 40%, 30%, 25%, 20%, 10% 또는 심지어, 제2 종단점(305)과 표면 인근 부분(302) 사이의 거리의 5% 이하인 것과 같거나 그 이하이다. 예를 들어, 종양 인근 위치(304)와 표면 인근 부분(302) 사이의 거리는 제2 종단점(305)과 표면 인근 부분(302) 사이의 거리의 5%에서 50% 사이이거나, 5%에서 30% 사이일 수 있다.

일 실시예에서, 대상체의 신체에 대한 제1 트랜스듀서 쌍의 제1 트랜스듀서의 위치는 종양 인근 위치(304)에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 제1 트랜스듀서는 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 일부가 종양 인근 위치(304)에 실질적으로 위치하도록 배치된다. 일 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 대상체의 신체 표면 상의 종양 인근 위치는 제1 트랜스듀서의 외부 둘레로부터 트랜스듀서의 중심까지의 거리의 10% 미만, 또는 심지어 5% 미만, 예를 들어 0% 내지 5% 미만인 거리에 위치한다. 다른 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 대상체 신체 표면의 종양 인근 위치는 제1 트랜스듀서의 외부 둘레로부터 트랜스듀서의 중심까지 거리의 50% 미만, 30% 미만, 25% 미만, 20% 미만, 15% 미만, 10% 미만 또는 5% 미만의 거리에 위치한다. 다른 실시예에서, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 대상체 신체 표면의 종양 인근 위치는 제1 트랜스듀서의 외부 둘레로부터 0%에서 50%, 또는 5%에서 50%, 또는 0%에서 30%, 또는 심지어 트랜스듀서의 외부 둘레로부터 트랜스듀서의 중심까지의 거리의 5%에서 30%인 거리에 위치한다. 다른 실시예에서, 대상체의 신체 상에서 제1 트랜스듀서 쌍의 제2 트랜스듀서의 위치는 제2 종단점(305)에 기초하여 결정된다. 일 실시예에서, 제2 트랜스듀서는 제2 트랜스듀서의 중앙 부분이 실질적으로 제2 종단점(305)에 위치하도록 배치된다. 제1 트랜스듀서 및 제2 트랜스듀서의 일 예는 각각 복수의 전기적으로 결합된 전극 요소를 포함하는 트랜스듀서 어레이이다.

도 4a 및 도 4b는 트랜스듀서의 구조에 대한 예시이다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(400A)는 기판(401A)과 복수의 전극 요소(402A)를 구비한다. 기판(401A)은 트랜스듀서를 대상체의 신체에 부착하기 위해 구성된다. 기판(401A)에 적합한 재료는 전도성 재료이거나 전도성 재료를 포함해야 하며, 예를 들어, 천, 폼 및 유연한 플라스틱을 포함할 수 있다. 일 예에서, 기판(401A)은 일반적으로 약 0.5mm 이상의 두께를 가질 수 있거나 기판 재료(예컨대, 천, 폼, 유연한 플라스틱 등)에 주입/흡수될 수 있는 전도성 의료용 젤이거나 이를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 기판(401A)은 대략 20㎛ 이상의 두께를 가질 수 있거나 기판 재료(예컨대, 천, 폼, 연성 플라스틱 등)에 주입/흡수될 수 있는 전도성 접착제를 포함하거나 포함할 수 있다. 보다 구체적인 예에서, 기판(401A)은 최소 두께가 0.5mm인 전도성 하이드로겔 층이다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(400A)는 트랜스듀서(403A)의 면이 대상체의 신체를 향하도록 대상체의 신체 상에 배치되도록 구성된다.

복수의 정전 용량 결합 전극 요소(402A)가 기판(401A) 상에 배치되고, 각각의 정전 용량 결합 전극 요소는 기판을 향하여 배치된 유전체 층을 갖는 전도성 플레이트를 갖는다. 선택적으로, 하나 이상의 센서는 노보큐어 옵튠® 시스템에서 사용되는 종래의 배열과 유사한 방식으로 각 전극 요소 아래에 배치될 수 있다. 일례로, 하나 이상의 센서는 온도 센서(예: 서미스터)이다.

도 4b는 트랜스듀서(400B)의 구조의 또 다른 예를 도시한다. 이 예에서, 트랜스듀서(400B)는 복수의 전극 요소(401B)를 포함한다. 복수의 전극 요소들(401B)은 기판 없이 전기적 및 기계적으로 서로 연결된다. 일 예에서, 전극 요소들(401B)은 전도성 와이어(402B)를 통해 서로 연결된다.

도 5a 및 도 5b는 대상체의 신체를 향한 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때 전기적으로 결합된 복수의 전극 소자를 갖는 트랜스듀서의 구조의 예를 나타낸 것이다.

도 5a에 도시된 예에서, 트랜스듀서(500A)는 기판(501A)과 복수의 전극 요소(502A)(예를 들어, 502-1A 내지 502-8A 및 506A)를 포함한다. 기판(501A)은 트랜스듀서를 대상체의 신체에 부착하기 위해 구성된다. 기판(501A)에 적합한 재료는 예를 들어, 위에서 설명한 바와 같이 천, 폼 및 연성 플라스틱을 포함한다.

복수의 정전 용량 결합 전극 요소들(502-A)(예를 들어, 502-1A 내지 502-8A 및 506A)이 기판(501A) 상에 배치되고, 각각의 정전 용량 결합 전극 요소들(502-A)은 기판 상에 유전체 층을 갖는 전도성 판을 가진다. 선택적으로, 하나 이상의 센서는 노보큐어 옵튠® 시스템에서 사용되는 종래의 배열과 유사한 방식으로 각 전극 요소 아래에 배치될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 센서는 온도 센서(예: 서미스터)이다.

일부 실시예에서, 트랜스듀서(500A)의 다수의 전극 요소(502-1A 내지 502-8A)는 트랜스듀서의 외부 둘레를 정의한다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(500A)의 외부 둘레(504a)는 외부 둘레의 전극 요소들의 중심(503A)에 의해 결정된다. 이 예에서, 주변 전극 요소(502-1A~502-8A)의 중심은 외부 둘레(504A)를 정의한다. 이 예에서 외부 둘레(504a)는 직사각형이다.

다른 예에서, 트랜스듀서(500A)의 외부 둘레(505A)는 외부 둘레의 다수의 전극 요소를 둘러싸고 접촉하는 형상에 의해 결정된다. 이 예에서, 주변 전극 요소(502-1A~502-8A)의 가장 바깥쪽 에지가 외부 둘레(505A)를 정의한다.

일례로, 주변 전극 요소(502-1A~502-8A)는 다른 전극 요소(예: 트랜스듀서(500A)의 중앙에 위치한 전극 요소(506A))를 둘러싸고 있다.

일 실시예에서, 트랜스듀서(500A)의 외부 둘레를 대상체의 신체 상의 종양에 가까운 위치에 실질적으로 위치시킬 때, 주변 전극 요소(502-1A 내지 502-8A) 중 적어도 하나가 종양에 가까운 위치에 실질적으로 위치한다.

도 5b는 비-세라믹 전기 결합 전극 요소들(502-B)(예를 들어, 502-1B 내지 502-8B)을 갖는 트랜스듀서(500B)의 일 예를 도시한다. 이 예에서, 트랜스듀서(500B)는 기판(501B) 및 복수의 비-세라믹 전극 요소(502-B)(예: 502-1B 내지 502-8B)를 포함한다. 일 실시예에서, 비-세라믹 전극 요소는 유연한 유전체 재료를 포함한다. 유연한 유전체 재료의 예로는 유전체 중합체 또는 유전체 공중합체가 있다. 일부 실시예에서, 비-세라믹 전극 요소들(502-1B 내지 502-8B)은 비원형이다. 이 예에서, 전극 요소들(502-1B 내지 502-8B)은 실질적으로 삼각형 또는 쐐기 형상이다. 다른 실시예에서, 트랜스듀서(500B)는 기판을 포함하지 않는다. 이 예에서, 비세라믹 전극 요소 전극 요소(502-1B 내지 502-8B)는 대상체의 신체에 직접 부착된다.

일부 실시예에서, 다수의 전극 요소들(502-1B 내지 502-8B)은 트랜스듀서(500B)의 외부 둘레를 정의한다. 도 5B에 도시된 예에서, 트랜스듀서(500B)의 외부 둘레(503B)는 타원형이다. 이 예에서, 주변 전극 요소(502-1B 내지 502-8B)의 가장 바깥쪽 에지는 외부 둘레(503B)를 정의한다.

용량적으로 결합되지 않은 전극 소자의 배열을 사용하는 트랜스듀서도 사용될 수 있다. 이러한 상황에서, 트랜스듀서(500A 및 500B)는 전도성 요소와 신체 사이에 절연 유전체 층이 배치되지 않고 대상체의 신체에 배치되도록 구성된 전도성 물질의 영역을 사용하여 구현될 수 있다.

도 6a 및 6b는 종양 치료 필드를 전달하기 위해 트랜스듀서를 대상체의 신체에 부착하는 예를 도시한다.

도 6a에 도시된 예에서, 트랜스듀서(601A, 602A, 603A 및 604a)는 대상체의 머리에 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 머리에 부착되어 있다. 일 실시예에서, 두 개의 전기장은 두 쌍의 트랜스듀서 사이에 교대로 적용된다. 각 트랜스듀서 쌍은 대상체의 신체에서 종양 치료 필드를 생성하기 위한 채널에 해당한다. 트랜스듀서 쌍의 경우, 트랜스듀서(601A 및 603A)는 제1 트랜스듀서 쌍을 형성할 수 있고, 트랜스듀서(602A 및 604a)는 제2 트랜스듀서 쌍을 형성할 수 있다.

도 6b에 도시된 예에서, 트랜스듀서(601B, 602B, 603B 및 604b)는 대상체의 몸통에 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 신체에 부착된다. 일 실시예에서, 두 쌍의 트랜스듀서 사이에 두 개의 전기장이 교대로 적용된다. 각 트랜스듀서 쌍은 대상체의 신체에서 종양 치료 필드를 생성하기 위한 채널에 해당한다. 도 6b에 도시된 예에서, 트랜스듀서 601B는 대상체의 오른쪽 가슴 전면에, 트랜스듀서 602B는 대상체의 오른쪽 허벅지 전면에, 트랜스듀서 603B는 대상체의 왼쪽 가슴 후면에, 트랜스듀서 604b는 대상체의 왼쪽 허벅지 후면에 부착되어 있다. 트랜스듀서 쌍의 경우, 트랜스듀서(601B 및 604B)는 트랜스듀서의 첫 번째 쌍을 형성하고, 트랜스듀서(602B 및 603B)는 트랜스듀서의 두 번째 쌍을 형성할 수 있다.

도 7a 및 7b는 다양한 크기의 트랜스듀서를 통해 대상체의 머리에 전기장을 가했을 때 전기장 세기의 시뮬레이션 결과의 예시를 도시한다. 도 7a와 7b에 표시된 예에서 트랜스듀서는 전도성 플렉시블 시트이다. 또한 도 7a와 7b에 표시된 시뮬레이션 결과를 얻기 위해 동일한 주파수와 전압을 가진 동일한 종양 치료 필드를 사용하였다.

도 7a는 대상체 머리의 3차원 모델 측면도 이미지와 3차원 모델을 통한 자기장 세기의 분포를 보여주는 3차원 모델의 머리를 가로지르는 수평 슬라이스를 포함한다. 이 예에서는 80×52mm² 크기의 직사각형 모양의 트랜스듀서를 시뮬레이션하여 대상체의 머리에 종양 치료 필드를 전달한다. 이 예에서 직사각형 트랜스듀서의 표면적은 4,160mm² 이다. 도 7a의 머리를 가로지르는 수평 슬라이스에서 볼 수 있듯이 머리 표면 근처의 전계 강도는 약 3.5V/cm(주황색/빨간색)이며 전계 강도는 트랜스듀서의 길이에 따라 상당히 고르게 분포되어 있다. 따라서 도 7a의 시뮬레이션 결과에는 에지 효과가 나타나지 않는다.

도 7b는 대상체 머리의 3차원 모델 측면도 이미지와 3차원 모델을 통한 장 세기의 분포를 보여주는 3차원 모델의 머리를 가로지르는 수평 슬라이스를 포함한다. 이 예에서는 140×91mm² 크기의 직사각형 모양의 트랜스듀서로 대상체의 머리에 종양 치료 필드를 전달하는 것을 시뮬레이션한다. 이 예에서 직사각형 트랜스듀서의 표면적은 12,740mm² 이다. 도 7b의 머리를 가로지르는 수평 슬라이스에서 볼 수 있듯이 트랜스듀서의 에지 지점에서 머리 표면 근처의 전계 강도는 약 3.5V/cm(주황색/적색)이고, 트랜스듀서의 두 에지 사이의 머리 표면 근처의 전계 강도는 약 2V/cm(노란색/녹색)이다. 따라서 도 7b의 시뮬레이션 결과는 에지 효과를 나타낸다.

도 8a 내지 도 8c는 다양한 형태의 트랜스듀서를 통해 대상체의 머리에 전기장을 가했을 때 트랜스듀서 어레이 아래 조직이 흡수하는 전력의 시뮬레이션 결과를 예시적으로 도시한다. 도 8a 내지 도 8c에 표시된 예에서 트랜스듀서는 전도성 플렉시블 시트이다. 또한 동일한 주파수와 전압을 가진 동일한 종양 치료 필드를 사용하여 도 8a 내지 도 8c에 표시된 시뮬레이션 결과를 얻었다. 도 8a 내지 도 8c는 에지 효과의 다양한 사례를 도시한다.

도 8a에 표시된 예에서, 타원형 트랜스듀서는 대상체의 머리에 위치하여 종양 치료 필드를 전달한다. 도 8a에서 볼 수 있듯이 타원형 트랜스듀서의 바깥쪽 둘레에서 대상체의 머리에 전달되는 전력은 약 70W/kg(노란색)이며, 타원형 트랜스듀서의 중앙에서 전달되는 전력은 거의 0이다(검은색/짙은 파란색). 또한 타원형 트랜스듀서의 중앙과 바깥 둘레 사이의 부분에서 전달되는 전력은 약 12W/kg(파란색)이다.

도 8b에 표시된 예에서는 대상체의 머리에 원형 모양의 트랜스듀서가 위치하여 종양 치료 필드를 전달한다. 도 8B에서 볼 수 있듯이 원형 트랜스듀서의 외곽에서 대상체의 신체에 전달되는 전력은 약 50W/kg(주황색/노란색)이며, 타원형 트랜스듀서의 중앙에서 전달되는 전력은 거의 0(검은색/짙은 파란색)이다. 또한 원형 트랜스듀서의 중심과 바깥 둘레 사이의 부분에서 전달되는 전력은 약 12W/kg(파란색)이다.

도 8c에 표시된 예에서는 직사각형 모양의 트랜스듀서가 대상체의 머리에 위치하여 종양 치료 필드를 전달한다. 도 8c에서 볼 수 있듯이 원형 트랜스듀서의 외곽 모서리에서 대상체의 신체에 전달되는 전력은 약 70W/kg(노란색)이며, 외곽 모서리에서 전달되는 전력은 약 42W/kg(빨간색)이다. 또한 직사각형 트랜스듀서의 중앙에서 전달되는 전력은 거의 0(검은색/진한 파란색)이며, 중앙과 바깥 둘레 사이의 직사각형 트랜스듀서 부분에서 전달되는 전력은 약 12W/kg(파란색)이다.

도 8a 내지 도 8c에 표시된 예를 비교하면, 타원형 트랜스듀서(도 8a)의 전력은 트랜스듀서의 외부 둘레에 가장 고르게 분포되어 있다. 또한 직사각형 트랜스듀서(도 8c)의 전력은 트랜스듀서의 외부 둘레에 가장 고르게 분포되지 않는다. 또한 원형 트랜스듀서(도 8B)의 전력은 타원형 트랜스듀서보다 트랜스듀서 외부 둘레에 덜 고르게 분포되고 직사각형 트랜스듀서보다 더 고르게 분포된다. 또한 전력이 거의 0에 가까운 타원형 트랜스듀서의 중심 크기가 가장 작고, 직사각형 트랜스듀서의 중심 크기가 가장 크며, 원형 트랜스듀서의 중심 크기는 타원형과 직사각형 트랜스듀서의 중간 크기이다.

도 9a 내지 도 9f는 직사각형 트랜스듀서 길이의 함수로서 종양에 전달되는 전기장 세기의 시뮬레이션 결과를 예시한 것으로, 각 경우에 종양이 트랜스듀서 어레이 둘레의 중앙에 위치하도록 트랜스듀서를 배치한 경우(A)와 종양이 트랜스듀서 어레이 둘레의 에지에 위치하도록 트랜스듀서를 배치한 경우(B)를 비교한 것이다. 도 9c 내지 도 9f는 각각 대상체의 머리 표면과의 거리가 다른 관계를 나타내며, 도 9c는 대상체의 머리 표면과의 가장 가까운 거리를 도시한다. 도 9c에서 볼 수 있듯이, 표면 가까이 있는 종양의 경우 트랜스듀서의 에지 효과로 인해 더 높은 전기장 강도를 제공할 수 있다.

도 9a는 대상체의 머리에 직사각형 트랜스듀서가 위치하여 종양 치료 필드를 전달하는 대상체 머리의 3차원 모델의 측면도 이미지이다. 이 예에서 직사각형 트랜스듀서(903)의 폭은 65mm이다. 직사각형 트랜스듀서(903)의 길이(L)는 80mm에서 130mm까지 다양한다(도 9c 내지 도 9f의 그래프에서 x축 참조). 이미지에는 도 9b에서 볼 수 있듯이 두 개의 종양 위치(901A 및 902A)가 포함되며, 각 위치에는 4개의 깊이 위치(연속적으로 표면에서 10mm 더 떨어진 위치)가 있다.

도 9b는 도 9a의 대상체 신체의 3차원 모델의 평면도로서, 대상체의 머리 표면으로부터 4 개의 거리를 가지는 8 개의 종양 위치를 나타낸다. 종양 위치 901A(도 9a, 트랜스듀서의 오른쪽)에는 위치 901-1B, 901-2B, 901-3B 및 901-4b(도 9b, 오른쪽 위치)가 포함된다. 종양 위치 902A(도 9a, 트랜스듀서 중앙)에는 위치 902-1B, 902-2B, 902-3B 및 902-4b(도 9B, 왼쪽 위치)가 포함된다. 도 9b에 표시된 예에서 종양 위치는 도 9b에서 종양 위치 901-1B 및 902-1B는 대상체의 머리 표면에서 가장 가깝고(901-1B에서 표면까지의 거리 = 4cm), 종양 위치 901-4b 및 902-4b는 대상체의 머리 표면에서 가장 멀리 떨어져 있다(901-4b에서 표면까지의 거리 = 7cm), 그리고 종양 위치 901-2B, 902-2B(901-2B에서 표면까지의 거리 = 5cm) 및 901-3B, 902-3B(901-3B에서 표면까지의 거리 = 6cm)는 종양 위치 901-1B 및 902-1B와 종양 위치 901-4b 및 902-4b 사이에 있다. 트랜스듀서는 도 9b의 아래쪽에 위치하여 도 9b의 902-1B, 902-2B, 902-3B 및 902-4b 위치가 트랜스듀서 중앙(도 9a에서 본 바와 같이) 뒤에 정렬되고, 도 9b의 901-1B, 901-2B, 901-3B 및 901-4b 위치가 트랜스듀서의 오른쪽 에지(도 9A에서 본 바와 같이) 뒤에 정렬되도록 배치되어 있다.

도 9a 및 9b를 고려할 때, 종양 위치 901-1B ~ 901-4b의 경우, 시뮬레이션 결과는 트랜스듀서 외부 둘레의 일부에 의해 종양에 전달되는 전계 강도이다(도 9a에서 종양 위치 901A에 해당). 마찬가지로, 종양 위치 902-1B ~ 902-4B의 경우 시뮬레이션 결과는 트랜스듀서의 중앙 부분에 의해 종양에 전달되는 전계 강도이다(도 9a의 종양 위치 902A에 해당).

도 9c는 트랜스듀서 길이의 함수로서 종양 위치 901-1B 및 902-1B에 전달되는 전기장 세기를 나타낸 도면이다. 도 9c에서, 플롯 901C는 종양 위치 901-1B에 전달되는 전기장 강도, 즉 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 위치한 트랜스듀서 외부 둘레의 일부에서 전달되는 전기장 강도이고, 플롯 902C는 종양 위치 902-1B에 전달되는 전기장 강도로, 즉 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 위치한 트랜스듀서의 중앙 부분에서 전달되는 전기장 강도이다. 트랜스듀서의 길이가 100mm 이하인 경우, 외부 둘레와 트랜스듀서의 중앙 부분의 전기장 세기는 거의 동일하다. 트랜스듀서의 길이가 100mm보다 크면 트랜스듀서 중앙 부분의 전기장 세기는 거의 동일하게 유지되는 반면, 외부 둘레에서 전달되는 전기장 세기는 크게 증가한다. 따라서 종양이 대상체의 신체 표면까지의 거리가 위치 1B의 위치에서 대상체의 신체 표면까지의 거리와 같거나 그 이하인 경우, 트랜스듀서의 외부 둘레의 일부를 대상체의 머리에서 종양에 가까운 위치에 배치하면 종양에 더 높은 전기장 전력을 전달할 수 있다.

도 9d는 트랜스듀서 길이의 함수로서 종양 위치 901-2B 및 902-2B에 전달되는 전기장 세기를 플롯한 것이다. 도 9D에서, 플롯 901D는 종양 위치 901-2B에 전달되는 전기장 강도, 즉 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 위치한 트랜스듀서의 외부 둘레의 일부에서 전달되는 전기장 강도이고, 플롯 902D는 종양 위치 902-2B에 전달되는 전기장 강도, 즉 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 위치한 트랜스듀서의 중앙 부분에서 전달되는 전기장 강도이다. 도 9d에 표시된 예에서 외부 주변과 트랜스듀서의 중앙 부분의 전기장 세기는 거의 동일하다. (참고: 도 9D의 Y축 눈금은 도 9C의 눈금과 다르다). 또한 트랜스듀서의 길이가 길어질수록 외부 둘레 부분의 전기장 세기는 증가하지만, 트랜스듀서의 길이가 100-120mm인 경우는 예외이다. 또한 트랜스듀서의 길이가 길어지면 트랜스듀서 중앙 부분의 전기장 세기도 증가한다. 따라서, 종양이 대상체의 신체 표면까지의 거리가 위치 2B의 위치에서 대상체의 신체 표면까지의 거리와 동일한 위치에 있는 경우, 트랜스듀서의 외부 둘레의 일부를 대상체의 머리에서 종양에 가까운 위치에 배치하거나 트랜스듀서의 중앙 부분을 대상체의 머리에서 종양에 가까운 위치에 배치하면 유사한 전기장 전력이 종양에 전달될 수 있다.

도 9e는 트랜스듀서 길이의 함수로서 종양 위치 901-3B 및 902-3B에 전달되는 전기장 세기를 나타낸 도면이다. 도 9e에서, 플롯 901E는 종양 위치 901-3B에 전달되는 전기장 강도, 즉 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 위치한 트랜스듀서의 외부 둘레 부분에서 전달되는 전기장 강도이고, 플롯 902E는 종양 위치 902-3B에 전달되는 전기장 강도, 즉 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 위치한 트랜스듀서의 중앙 부분에서 전달되는 전기장 강도이다. 도 9e에 표시된 예에서 트랜스듀서 외부 둘레 일부의 전기장 세기와 트랜스듀서 중앙 부분의 전기장 세기는 거의 동일하다. (참고: 도 9d, 9e, 9f의 Y축 눈금은 도 9c의 눈금과 다르다). 또한 트랜스듀서의 길이가 길어질수록 트랜스듀서 외곽 부분의 전기장 세기와 트랜스듀서 중앙 부분의 전기장 세기가 증가한다. 따라서, 종양이 대상체의 신체 표면까지의 거리가 위치 3B와 대상체의 신체 표면까지의 거리와 동일한 위치에 있는 경우, 트랜스듀서의 외부 둘레 부분을 대상체의 머리에서 종양에 가까운 위치에 배치하거나 트랜스듀서의 중앙 부분을 대상체의 머리에서 종양에 가까운 위치에 배치하면 유사한 전기장 전력이 종양에 전달될 수 있다.

도 9f는 트랜스듀서 길이의 함수로서 종양 위치 901-4b 및 902-4b에 전달되는 전기장 세기를 플롯한 것이다. 도 9f에서, 플롯 901F는 종양 위치 901-4b에 전달되는 전기장 강도, 즉 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 위치한 트랜스듀서의 외부 둘레의 일부와 함께 전달되는 전기장 강도이고, 플롯 902F는 종양 위치 902-4b에 전달되는 전기장 강도, 즉 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 위치한 트랜스듀서의 중앙 부분과 함께 전달되는 전기장 강도이다. 도 9f에 도시된 예에서, 트랜스듀서의 외부 둘레 일부의 전기장 강도는 트랜스듀서의 중앙 부분의 전기장 강도보다 작다. 또한, 트랜스듀서의 길이가 증가함에 따라 트랜스듀서 중앙 부분의 전기장 세기는 증가하는 반면, 트랜스듀서 외부 둘레 부분의 전기장 세기는 감소한다. 따라서 종양이 대상체의 신체 표면까지의 거리가 위치 4B의 위치에서 대상체의 신체 표면까지의 거리보다 큰 경우, 트랜스듀서의 중앙 부분을 대상체의 머리에서 종양에 가까운 위치에 배치하면 종양에 더 높은 전기장 전력을 전달할 수 있다.

도 9c 내지 도 9f를 함께 볼 때, 도 9c에서 Y축 눈금이 다소 다르다는 점에 유의해야 한다. 도 9d 내지 도 9f에서 전기장 강도 데이터가 일반적으로 1.5-2.5V/cm 사이에 있는 반면, 도 9c의 901C 곡선은 에지에 배치된 트랜스듀서의 경우 6V/cm를 초과하는 뚜렷한 전기장 강도를 도시한다. 즉, 에지 위치 트랜스듀서가 신체 표면에 가장 가까운 위치인 901-1B 위치에서 종양에 전기장을 제공하는 경우 가장 두드러진 효과를 볼 수 있다. 그러나 이 효과는 트랜스듀서의 길이가 110mm 이상일 때만 분명하게 나타난다. 도 7a와 7b는 이 효과를 정량적으로 도시한다. 도 7a는 길이가 짧은 트랜스듀서(L <110mm)에서는 전하가 트랜스듀서 길이를 따라 고르게 분포되고 헤드 중앙을 통과하는 것보다 전류 흐름의 경로가 짧지 않기 때문에 에지 효과가 발생하지 않음을 도시한다. 반면에 도 7b는 에지 효과가 발생하는 더 긴 트랜스듀서(L > 110mm)의 경우를 도시한다. 더 많은 전하가 트랜스듀서의 에지에 집중되어 있으며, 전류가 헤드 중앙을 통과하는 것보다 한 트랜스듀서에서 다른 트랜스듀서로 흐르는 경로가 더 짧다(한 에지에서 다른 에지로). 따라서 더 긴 트랜스듀서의 경우 더 짧은 트랜스듀서보다 더 큰 전기장 세기가 트랜스듀서 에지에 존재한다.

도 10은 본 명세서에서 논의되는 방법들을 구현하기 위한 장치(1000)의 일 실시예를 도시한다. 이 예에서, 장치(1000)는 하나 이상의 프로세서(1002), 하나 이상의 출력 디바이스(1006), 메모리(1003) 및 하나 이상의 사용자 입력 디바이스(1005)를 포함한다.

하나 이상의 프로세서(1002)는 범용 프로세서, 집적 회로, 서버, 다른 프로그래머블 논리 디바이스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 프로세서는 종래의 프로세서, 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 또는 상태 머신일 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 동일하거나 다른 유형의 하나, 둘 또는 그 이상의 프로세서일 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서는 컴퓨터, 컴퓨팅 장치 및 사용자 장치 등일 수 있다.

메모리(1003)는 링크(1004)를 통해 하나 이상의 프로세서(1002)에 의해 액세스 가능하므로, 하나 이상의 프로세서(1002)는 메모리(1003)로부터 정보를 읽고 메모리(1003)에 정보를 기록할 수 있다. 일 예에서, 하나 이상의 사용자 입력 디바이스(1005)에 의해 수집된 하나 이상의 사용자 입력은 하나 이상의 프로세서(1002)에 의해 처리되고 메모리(1003)에 저장된다. 메모리는 프로세서와 일체형이거나 프로세서와 분리될 수 있다. 메모리(1003)의 예로는 RAM, 플래시, ROM, EPROM, EEPROM, 레지스터, 디스크 스토리지 또는 임의의 다른 형태의 저장 매체가 포함된다. 메모리(1003)는 하나 이상의 프로세서(1002)에 의해 실행될 때 본 발명의 하나 이상의 실시예를 구현하거나, 하나 이상의 프로세서(1002)로 하여금 구현하도록 하는 명령을 저장할 수 있다. 메모리(1003)는 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가 본 명세서에 설명된 예시적인 방법 중 하나 이상을 수행하도록 하는 명령어를 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다.

일 예에서, 하나 이상의 입력(1001)에 기초하여, 하나 이상의 프로세서는 종양 치료 필드를 대상체의 신체에 전달하기 위한 외부 둘레의 복수의 부분 및/또는 트랜스듀서의 복수의 방향 중 적어도 하나를 선택한다. 하나 이상의 입력부(1001)는 이미지 데이터 및/또는 사용자 입력을 포함할 수 있다. 하나 이상의 사용자 입력(1001)은 하나 이상의 입력 디바이스(1005)를 통해 수신될 수 있다. 외부 둘레의 복수의 부분 및/또는 복수의 방향 중 선택된 적어도 하나는 장치(1000)의 하나 이상의 출력 디바이스(1006)에서 출력될 수 있다.

예시적 실시 예

본 발명은 다음과 같은 다른 예시적인 실시예를 포함한다.

예시적 실시예 1. 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 신체에서 트랜스듀서의 위치를 결정하기 위한 컴퓨터 구현 방법으로, 상기 방법은: 대상체 신체에서 종양의 표면 인근 부분을 결정하는 단계로, 상기 종양의 표면 인근 부분은 종양의 다른 부분보다 대상체 신체의 표면에 더 가깝고; 대상체 신체에서 종양 인근 위치를 결정하는 단계로, 상기 대상체 신체의 상기 종양 인근 위치는 대상체 신체의 다른 위치보다 종양의 표면 인근 부분에 더 가깝고; 종양 치료 필드를 인가하기 위해 상기 대상체의 신체에 위치할 한 쌍의 트랜스듀서 중 제1 트랜스듀서에 대해, 상기 제1 트랜스듀서의 외부 둘레를 결정하는 단계로, 상기 제1 트랜스듀서는 서로 전기적으로 결합된 복수의 전극 요소를 포함하고, 제1 트랜스듀서의 상기 복수의 전극 요소는 상기 외부 둘레 내에 위치하며; 실질적으로 대상체의 신체 상의 종양 근접 위치에 위치하는 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 일부를 식별하는 단계; 및 종양 근접 위치의 외곽에 있는 제1 트랜스듀서의 외부 둘레를 식별하는 단계를 포함한다.

예시적 실시예 2. 예시적 실시예 1의 방법에서, 종양의 표면 인근 부분은 대상체의 신체의 종양 인근 위치로부터 80mm 이하이다.

예시적 실시예 3. 예시적 실시예 2의 방법에서, 종양의 표면 인근 부분은 대상체의 신체에서 종양 인근 위치로부터 66mm 이하이다.

예시적 실시예 4. 예시적 실시예 2의 방법에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 내에 중앙에 위치한 제1 트랜스듀서의 중앙 부분을 결정하는 단계; 종양 치료 필드를 대상체의 신체에 적용할 때 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 부분에서의 전력 밀도 및 제1 트랜스듀서의 중앙 부분에서 제1 트랜스듀서의 중앙 부분에서의 전력 밀도를 결정하는 단계를 더 포함하고 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 부분에서의 전력 밀도는 제1 트랜스듀서의 중앙 부분에서의 전력 밀도의 100% 내지 300%이다.

예시적 실시예 5. 예시적 실시예 1의 방법에서, 제1 및 제2 끝점이 대상체 신체의 반대편에 있고 종양의 표면 인근 부분과 교차하는 선분에서, 제1 끝점이 대상체 신체의 종양 인근 위치와 교차하고, 제1 끝점과 종양의 표면 인근 부분 사이의 거리가 제2 끝점과 종양의 표면 인근 부분 사이의 거리의 50% 이하이다.

예시적 실시예 6. 예시적 실시예 5의 방법에서, 제1 끝점과 종양의 표면 인근 부분 사이의 거리가 제2 끝점과 종양의 표면 인근 부분 사이의 거리의 25% 이하이다.

예시적 실시예 7. 예시적 실시예 1의 방법에서, 제1 트랜스듀서의 표면적이 5000mm² 이상이다.

예시적 실시예 8. 예시적 실시예 1의 방법에서, 제1 트랜스듀서의 표면적이 6500 mm² 이상이다.

예시적 실시예 9. 예시적 실시예 1의 방법에서, 제1 트랜스듀서는 제1 트랜스듀서의 면이 대상체의 신체를 향하도록 구성되고, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 종양의 표면 인근 부분이 실질적으로 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 내에 위치한다.

예시적 실시예 10. 예시적 실시예 1의 방법에서, 대상체 신체의 종양 인근 위치는 실질적으로 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 내에 있고 외부 둘레로부터 트랜스듀서의 중심까지의 거리의 10% 미만인 거리에 위치한다.

예시적 실시예 11. 예시적 실시예 1의 방법에서, 대상체 신체의 종양 인근 위치는 실질적으로 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 내에 있고, 외부 둘레로부터 트랜스듀서의 중심까지의 거리의 0% 내지 50%에 해당하는 외부 둘레로부터의 거리에 위치한다.

예시적 실시예 12. 예시적 실시예 1의 방법에서, 제1 트랜스듀서가 대상체의 신체 위에 배치되어 제1 트랜스듀서의 면이 대상체의 신체를 향하도록 구성되고, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 제1 트랜스듀서의 다수의 전극 요소는 제1 트랜스듀서의 외곽을 정의하는 주변 전극 요소이고, 상기 주변 전극 요소는 제1 트랜스듀서의 다른 전극 요소를 실질적으로 둘러싼다.

예시적 실시예 13. 예시적 실시예 1의 방법에서, 제1 트랜스듀서의 전극 요소 중 적어도 하나가 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 일부에 접촉하여 대상체의 신체의 종양 인근 위치에 실질적으로 위치하도록 한다.

예시적 실시예 14. 예시적 실시예 1의 방법에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 중 실질적으로 대상체의 신체에서 종양에 가까운 위치에 위치하는 부분이 외부 둘레의 20% 이하이다.

예시적 실시예 15. 예시적 실시예 14의 방법에서, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 중 실질적으로 대상체 신체의 종양에 가까운 위치에 위치하는 부분이 외부 둘레의 10% 이하이다.

예시적 실시예 16. 제1 트랜스듀서의 외부 둘레가 실질적으로 정사각형, 직사각형, 정다각형, 불규칙한 다각형, 원형, 타원형이다.

예시적 실시예 17. 예시적 실시예 1의 방법은, 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 복수의 부분이 대상체의 신체 상의 종양 인근 위치에 실질적으로 위치하도록 식별하는 단계; 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 복수의 부분 중 적어도 하나를 선택하는 단계; 및 종양 치료 필드를 적용하기 위한 대상체의 신체 상의 트랜스듀서의 위치를 결정하기 위해 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 복수의 부분 중 적어도 하나를 선택하는 출력 단계를 더 포함한다.

예시적 실시예 18. 예시적 실시예 1의 방법은, 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 신체 상에서 제1 트랜스듀서의 외곽 둘레의 일부를 실질적으로 대상체의 신체 상의 종양 인근 위치에 위치시키기 위해 대상체의 신체 상에서 제1 트랜스듀서의 복수의 방향을 식별하는 단계; 제1 트랜스듀서의 복수의 방향 중 적어도 하나를 선택하는 단계; 및 제1 트랜스듀서의 복수의 방향 중 적어도 하나를 선택하여 출력하는 단계를 더 포함하여, 대상체의 신체 상의 트랜스듀서의 위치를 결정하기 위한 종양 치료 필드를 적용한다.

예시적 실시예 19. 예시적 실시예 1의 방법에서, 전극 요소는 용량적으로 결합된다.

예시적 실시예 20. 예시적 실시예 1의 방법에서, 전극 요소는 용량적으로 결합되지 않는다.

예시적 실시예 21. 예시적 실시예 1의 방법에서, 전극 요소는 폴리머 필름을 포함한다.

예시적 실시예 22. 예시적 실시예 1의 방법에서, 전극 요소는 세라믹 디스크를 포함한다.

예시적 실시예 23. 예시적 실시예 1의 방법에서, 종양은 대상체의 신체의 머리에 위치한다.

예시적 실시예 24. 예시적 실시예 1의 방법에서, 종양은 대상체 신체의 몸통에 위치한다.

예시적 실시예 25. 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 신체에서 트랜스듀서의 위치를 결정하기 위한 컴퓨터 구현 방법으로, 상기 방법은: 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 신체에 위치할 한 쌍의 트랜스듀서 중 제1 트랜스듀서에 대해, 서로 전기적으로 결합된 전극 소자의 배열을 포함하는 제1 트랜스듀서의 에지를 결정하는 단계; 대상체의 신체에서 종양의 표면 인근 위치 및 대상체의 신체 표면에서 가장 가까운 종양 인근 위치를 결정하는 단계; 대상체의 신체 상에 배치될 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 종양의 표면 인근 위치와 실질적으로 겹치는 제1 트랜스듀서의 에지 부분을 식별하는 단계를 포함하며, 그 에지 부분이 제1 트랜스듀서의 중심보다 대상체의 신체 표면상의 종양 인근 위치에 더 가깝다.

예시적 실시예 26. 예시적 실시예 25의 방법에서, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 대상체 신체 표면의 종양 근접 위치는 트랜스듀서의 에지로부터 트랜스듀서의 중심까지의 거리의 10% 미만인 거리에 위치한다.

예시적 실시예 27. 예시적 실시예 25의 방법에서, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 대상체 신체 표면의 종양 인접 위치는 트랜스듀서의 에지로부터 트랜스듀서의 중심까지의 거리의 0% 내지 50%에 해당하는 거리에 위치한다.

예시적 실시예 28. 예시적 실시예 25의 방법에서, 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 다수의 전극 요소는 제1 트랜스듀서의 에지를 정의하는 주변 전극 요소이고, 주변 전극 요소는 제1 트랜스듀서의 다른 전극 요소를 실질적으로 둘러싸는 주변 전극 요소이다.

예시적 실시예 29. 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 신체에서 트랜스듀서의 위치를 결정하기 위한 장치로, 상기 장치는: 하나 이상의 프로세서; 및 하나 이상의 프로세서에 의해 액세스 가능한 메모리, 상기 메모리는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 장치를 작동시키는 명령을 저장하며, 명령은 장치가: 종양 치료 필드를 적용하기 위해 대상체의 신체에 위치하는 한 쌍의 트랜스듀서 중 제1 트랜스듀서에 대해, 제1 트랜스듀서의 볼록 주변부를 결정하고, 제1 트랜스듀서는 서로 전기적으로 결합된 전극 요소의 배열을 포함하고, 볼록 주변부는 제1 트랜스듀서의 모든 전극 요소를 둘러싸고, 전극 요소 중 적어도 3개에 접촉하며; 대상체의 신체에서 종양의 표면 인근 위치를 결정하고, 종양의 표면 인근 위치는 종양의 다른 위치보다 대상체의 신체 표면에 더 가까우며; 대상체의 신체상에 배치될 제1 트랜스듀서의 볼록 주변부의 종양 인근 부분을 식별하되, 볼록 주변부는 제1 트랜스듀서의 다른 부분보다 종양의 표면 인근 윙치에 더 가까운 것인 장치.

예시적 실시예 30. 종양을 갖는 대상체의 신체에 종양 치료 필드를 적용하는 방법으로 상기 방법은 : 대상체의 신체에 제1 트랜스듀서 쌍과 대상체의 신체에 제2 트랜스듀서 쌍을 배치하는 단계; 및 제1 트랜스듀서 쌍 사이에 제1 전기장을 교대로 적용하고 제2 트랜스듀서 쌍 사이에 제2 전기장을 적용하는 단계; 상기 제1 트랜스듀서 쌍의 제1 트랜스듀서는 상기 제1 트랜스듀서의 면이 상기 대상체의 신체 상에 배치되도록 구성되고, 상기 제1 트랜스듀서는 서로 전기적으로 결합된 복수의 전극 요소를 가지며, 상기 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 상기 제1 트랜스듀서의 다수의 전극 요소는 상기 제1 트랜스듀서의 볼록 외부 둘레를 정의하는 주변 전극 요소인, 상기 대상체의 신체에 배치되도록 구성되는 단계, 상기 주변 전극 요소들은 상기 제1 트랜스듀서의 다른 전극 요소들을 실질적으로 둘러싸고, 상기 종양은 종양의 다른 부분보다 대상체의 신체 표면상의 종양에 가까운 위치에 위치하며, 상기 제1 트랜스듀서의 볼록한 외부 둘레의 종양에 가까운 부분은 상기 제1 트랜스듀서의 다른 부분보다 종양의 표면 가까운 부분에 더 가깝게 위치하는 주변 전극 요소들인 것을 특징으로 하는, 종양의 표면 인근 부분을 가진다.

예시적 실시예 31. 예시적 실시예 30의 방법에서, 제1 트랜스듀서는 대상체 신체 표면의 종양 근접 위치가 실질적으로 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 내에 있고 외부 둘레로부터 트랜스듀서의 중심까지의 거리의 10% 미만인 거리에 위치하도록 배치된다.

예시적 실시예 32. 예시적 실시예 30의 방법에서, 제1 트랜스듀서는 대상체 신체 표면의 종양 근접 위치가 실질적으로 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 내에 있고 외부 둘레로부터 트랜스듀서의 중심까지의 거리의 0% 내지 50%에 해당하는 거리에 위치하도록 배치된다.

본 발명은 특정 실시예를 참조하여 개시되었지만, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 영역 및 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시예에 대한 수많은 수정, 변경 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다음 청구범위의 문구에 의해 정의된 전체 범위 및 이에 균등한 범위를 갖는 것이 의도된 것이다.

Claims

종양 치료 필드를 인가하기 위해 대상체의 신체에서 트랜스듀서의 위치를 결정하기 위한 컴퓨터로 구현된 방법으로, 상기 방법은:
상기 대상체 신체에서 종양의 표면 인근 부분(near-surface portion of a tumor)을 결정하는 단계로, 상기 종양의 표면 인근 부분은 상기 종양의 다른 부분보다 상기 대상체 신체의 표면에 더 가깝고;
상기 대상체 신체에서 종양 인근 위치(near-tumor position on the subject's body)를 결정하는 단계로, 상기 대상체 신체의 상기 종양 인근 위치는 상기 대상체 신체의 다른 위치보다 상기 종양의 표면 인근 부분에 가까우며;
종양 치료 필드를 인가하기 위해 상기 대상체의 신체에 위치할 한 쌍의 트랜스듀서 중 제1 트랜스듀서에 대해, 상기 제1 트랜스듀서의 외부 둘레를 결정하는 단계로, 상기 제1 트랜스듀서는 서로 전기적으로 결합된 복수의 전극 요소를 포함하고, 제1 트랜스듀서의 상기 복수의 전극 요소는 상기 외부 둘레 내에 위치하며; 그리고
실질적으로 상기 대상체의 신체 상의 상기 종양 인근 위치에 위치할 제1 트랜스듀서의 외부 둘레의 일부를 식별하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 종양의 상기 표면 인근 부분은
상기 대상체의 신체에서 상기 종양 인근 위치로부터 80mm 이하인 방법.
제2항에 있어서,
상기 방법은:
상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레 내에 중앙에 위치한 상기 제1 트랜스듀서의 중앙 부분을 결정하는 단계;
종양 치료 필드를 상기 대상체의 신체에 적용할 때 상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레의 상기 부분에서의 전력 밀도 및 상기 제1 트랜스듀서의 상기 중앙 부분에서의 전력 밀도를 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레의 상기 부분에서의 상기 전력 밀도는 상기 제1 트랜스듀서의 상기 중앙 부분에서의 상기 전력 밀도의 100% 내지 300%인 방법.
제1항에 있어서,
상기 대상체 신체의 반대편에 있는 제1 및 제2 끝점을 가지고, 상기 종양의 상기 표면 인근 부분을 가로지르는 선분에서,
상기 제1 끝점이 상기 대상체 신체의 종양 인근 위치와 교차하고,
상기 제1 끝점과 상기 종양의 상기 표면 인근 부분 사이의 거리가 제2 끝점과 상기 종양의 상기 표면 인근 부분 사이의 거리의 50% 이하인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 트랜스듀서는, 상기 제1 트랜스듀서의 표면이 상기 대상체 신체를 마주하여 상기 대상체의 신체에 배치되도록 구성되고,
상기 제1 트랜스듀서의 상기 표면에 수직한 방향으로 보았을 때, 상기 종양의 상기 표면 인근 부분은 실질적으로 상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레 내에 있는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상체 신체의 상기 종양 인근 위치는,
실질적으로 상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레의 내부에 있고,
상기 외부 둘레에서 상기 트랜스듀서의 상기 중심까지의 거리의 0%~50%에 해당하는 거리에 위치하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 트랜스듀서는 상기 제1 트랜스듀서의 면이 대상체의 신체를 향하여 상기 대상체의 신체 위에 배치되도록 구성되고;
상기 제1 트랜스듀서의 상기 면에 수직인 방향에서 볼 때,
상기 제1 트랜스듀서의 다수의 상기 전극 요소는 상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레를 정의하는 주변 전극 요소이고,
상기 주변 전극 요소는 상기 제1 트랜스듀서의 다른 전극 요소를 실질적으로 둘러싸는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 트랜스듀서의 상기 전극 요소 중 적어도 하나는,
상기 대상체의 신체에서 상기 종양 인근 위치에 실질적으로 위치하도록 상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레의 상기 부분에 접촉하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상체의 신체의 상기 종양 인근 위치에 실질적으로 위치할 상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레의 상기 부분은 상기 외부 둘레의 20% 이하인 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상체의 상기 종양 인근 위치에 실질적으로 위치할 상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레의 다수의 부분을 식별하는 단계;
상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레의 상기 복수의 부분 중 적어도 하나를 선택하는 단계; 및
종양 처리 필드를 인가하도록 대상체의 신체 상에 상기 트랜스듀서의 상기 위치를 결정하기 위하여 상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레의 상기 다수의 부분의 선택된 적어도 하나를 출력하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상체의 신체의 상기 종양 인근 위치에서 상기 제1 트랜스듀서의 상기 외부 둘레의 상기 부분을 실질적으로 배치하기 위하여 상기 대상체의 신체에 상기 제1 트랜스듀서의 복수의 방향을 식별하는 단계;
상기 제1 트랜스듀서의 복수의 방향 중 적어도 하나를 선택하는 단계; 및
종양 처리 필드를 인가하도록 대상체의 신체 상에 상기 트랜스듀서의 상기 상기 위치를 결정하기 위하여 상기 제1 트랜스듀서의 상기 복수의 방향들 중 적어도 하나를 선택하여 출력하는 단계를 더 포함하는 방법.
종양 치료 필드를 인가하도록 대상체의 신체에서 트랜스듀서의 위치를 결정하기 위한 컴퓨터로 구현된 방법으로, 상기 방법은:
상기 종양 치료 필드를 인가하도록 상기 대상체의 신체에 위치할 한 쌍의 트랜스듀서 중 제1 트랜스듀서에 대해, 상기 제1 트랜스듀서의 에지를 결정하는 단계로, 상기 제1 트랜스듀서는 서로 전기적으로 결합된 전극 요소들의 어레이를 포함하고;
상기 대상체 신체내 종양의 표면 인근 위치(near surface location) 및 상기 대상체 신체의 표면의 가장 가까운 종양의 표면 인근 부분를 결정하는 단계; 및
상기 대상체 신체에 배치될 상기 제1 트랜스듀서의 표면에 직교하는 방향에서 보았을 때, 상기 종양의 상기 표면 인근 위치와 실질적으로 겹치는(overlap) 상기 제1 트랜스듀서의 상기 에지의 부분을 식별하는 단계로, 상기 에지의 부분은 상기 제1 트랜스듀서의 중앙보다 상기 대상체의 상기 표면 상의 종양 인근 부분에 더 가까운 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1 트랜스듀서의 표면과 수직한 방향에서 보았을 때,
상기 대상체 신체의 상기 표면 상 상기 종양 인근 위치는
상기 트랜스듀서의 상기 에지에서부터 상기 트랜스듀서의 에지에서 상기 트랜스듀서의 중심까지 거리의 0% to 50% 의 거리를 두고 위치하는 방법.
종양을 가지는 대상체의 신체에 종양 치료 필드를 적용하는 방법은:
상기 대상체의 신체에 트랜스듀서의 제1 쌍과 상기 대상체의 신체에 트랜스듀서의 제2 쌍을 배치하는 단계; 및
상기 트랜스듀서들의 상기 제1 쌍에 제1 전기장을 교대로 인가하고 상기 트랜스듀서의 상기 제2 쌍 사이에 제2 전기장을 인가하는 단계;
상기 트랜스듀서의 제1 쌍의 제1 트랜스듀서는 상기 제1 트랜스듀서의 면이 상기 대상체의 신체를 바라보며 배치되도록 구성되고,
상기 제1 트랜스듀서는 서로 전기적으로 결합된 복수의 전극 요소를 가지며,
상기 제1 트랜스듀서의 면에 수직인 방향에서 볼 때, 상기 제1 트랜스듀서의 다수의 전극 요소는 상기 제1 트랜스듀서의 볼록 외부 둘레를 정의하는 주변 전극 요소이고, 상기 대상체의 신체에 배치되도록 구성되는 단계, 상기 주변 전극 요소들은 상기 제1 트랜스듀서의 다른 전극 요소들을 실질적으로 둘러싸고,
상기 종양은 상기 종양의 다른 부분들 보다 상기 대상체의 신체 표면상 종양 인근 위치에 더 가까이 위치하는 종양의 표면 인근 부분을 가지고,
제1 트랜스듀서의 볼록 외부 둘레의 종양 인근 위치는 상기 제1 트랜스듀서의 다른 부분들 보다 상기 종양의 표면 인근 부분에 더 가까이 위치하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 트랜스듀서는 대상체 신체 표면의 종양 인근 위치가 실질적으로 제1 트랜스듀서의 외부 둘레 내에 있고
외부 둘레에서 트랜스듀서의 중심까지의 거리의 0%에서 50% 사이의 거리에 위치하도록 배치되는 방법.