(57)【要約】【課題】冷却システムは、様々な種類のマイクロ波アンテナと共に用いることができる。【解決手段】細長い外側ジャケットを有するハンドル部分を備えており、該外側ジャケットは、該ハンドル部分から延びている。マイクロ波アンテナは、ハンドル内にポンプで注入された冷却流体がアンテナの全長の一部分、またはその全長の大部分、もしくはその全長に直接沿って接触し、直接的対流冷却が可能となるように、ハンドルおよび外側ジャケットの内部に配置される。他の変形形態は、アンテナの一部分の周りに画定された冷却チャネルを形成する冷却シースを含む。さらに別の変形形態は、吸熱化学反応によって冷却される冷却シースのみならず、膨張可能なバルーンを用いて組織をマイクロ波アンテナの表面から離れる方向に促す受動冷却システムを含む。【選択図】図４Ａ
2010252367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、全体として、組織焼灼用途に用いることのできるマイクロ波アンテナに関する。より詳細には、本発明は、そのような用途に用いられるマイクロ波アンテナの温度を低下または維持する装置および方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
癌などの病気の治療において、特定の種類の癌細胞は正常細胞には通常有害な温度よりわずかに低い高温で変性することが分かっている。一般に発熱療法として知られるこれらの種類の治療法は通常、電磁放射線を用いて異常細胞を４１℃より高い温度まで加熱し、その一方で、隣接する正常細胞を、不可逆的細胞破壊が生じないより低い温度に維持する。電磁放射線を用いて組織を加熱する他の手技も、組織の焼灼および凝固を含む。例えば月経過多に実施されるもののようなマイクロ波焼灼手技は、一般に、標的組織を焼灼および凝固してそれを変性させるかまたは殺すために実施される。電磁放射線療法を用いる多くの手技および装置の種類が当業界で知られている。そのようなマイクロ波療法は一般に、前立腺、心臓、腎臓、肺、脳、および肝臓などの組織ならびに器官の治療に用いられる。
【０００３】
現在、数種類、例えば単極、双極子、およびらせん状のマイクロ波プローブが用いられており、それらを患者の体内に挿入し、関心のある組織部位内の細胞の死および壊死を引き起こすのに十分な時間組織を加熱することによって腫瘍を治療することができる。そのようなマイクロ波プローブは、例えば腹腔鏡的または経皮的に患者の体内に進入させ、また治療対象の腫瘍内またはそれに隣接する位置まで前進させることができる。このプローブは、誘電スリーブで取り囲まれている場合もある。
【０００４】
しかしながら、マイクロ波エネルギーを組織内に伝達する際には、一般にマイクロ波アンテナの外側表面が加熱し、該アンテナ外側表面に直に隣接する健常組織を不必要に壊死させる可能性がある。隣接組織の炭化を防止するために、いくつかの異なる冷却方法が従来より用いられている。例えば、いくつかのマイクロ波アンテナは、アンテナの選択的部分の周りで膨張可能なバルーンを用いて周囲組織を冷却する。そうすることにより、その部位へのマイクロ波放射線照射によって損傷を受けた組織と関連する合併症が最小限度に抑えられる。一般に、組織の適切な冷却を確保するために、冷却システムと組織とは、接触状態に維持される。
【０００５】
アンテナによって生成されるマイクロ波界の伝播を選択的に阻止することにより該アンテナに隣接する組織の加熱を制限しようと試みる装置もある。これらの冷却システムも、マイクロ波放射線を選択的に吸収することによって周囲の健常組織を保護し、かつ熱エネルギーを吸収することによって該組織に対する熱損傷を最小限度に抑えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、マイクロ波焼灼法が腫瘍の腹腔鏡的および／または経皮的治療のための真に有効なツールとなるためには、アンテナ外側表面に隣接しての不必要な組織損傷を最小限度に抑えながら標的とされた組織部位へ効率的にエネルギーを伝達するために、効力を有するマイクロ波アンテナを実装しなければならない。さらに、異なる冷却領域を可能にしかつ所望であればアンテナの選択された領域に沿った隣接組織の凝固をも可能にするために、アンテナに沿った冷却特性を制御可能としなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の要旨）
患者体内の組織の罹患部を低侵襲的に治療する際に、患者に外傷が生じ、疼痛および他の合併症をもたらす可能性がある。外傷の１つの原因は、マイクロ波アンテナ組立体によって余分な組織が不必要に焼灼されていることからくる可能性がある。マイクロ波アンテナがマイクロ波エネルギーを伝達する際に、アンテナのフィードラインまたはシャフトの温度が上昇し、それに接触している組織が不必要に炭化されるかまたは焼灼される可能性がある。さらに、炭化した組織は、マイクロ波アンテナの効力を低下させる可能性がある。本明細書に説明する冷却システムは、様々な種類のマイクロ波アンテナ、例えば直線状放射アンテナ部分またはループ状放射アンテナ部分を有するアンテナ等と併せて用いることができる。
【０００８】
アンテナ冷却システムの一変形形態は通常、冷却用ハンドル組立体を備えており、該冷却用ハンドル組立体は、該冷却用ハンドル組立体から延びて先細とすることのできる先端部で終わる細長い外側ジャケットを有する。マイクロ波アンテナは、ハンドル組立体および外側ジャケットの内部に配置することができる。流入管が、ハンドル本体内に、また遠位方向に外側ジャケットの少なくとも一部分内に延びることができる。対応する流出管も、流入管および流出管の遠位端が互いに流体連通するように、ハンドル本体内部から延びることができる。流体は、アンテナの全長の一部分、またはその全長の大部分、もしくはその全長に直接沿って流体が接触し、アンテナシャフトの直接的な対流冷却を可能とするように、流入管を通じ、ポンプでハンドル本体内に注入される。流体は、流出管を通ってハンドル本体から出ることができる。従って、本冷却組立体は、本組立体を介した伝導によって周囲組織をも間接的に冷却することができるが、アンテナを取り囲む組織を冷却することよりも、直接的接触によってアンテナを冷却することにおいて効果的である。
【０００９】
用いる冷却流体は、所望の冷却速度および所望の組織インピーダンス整合特性に応じて変えることができる。種々の流体、例えば、限定するものではないが、水、生理食塩水、Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（登録商標）、液化クロロジフルオロメタン等を含む液体を用いることができる。他の変形形態では、ガス（亜酸化窒素、窒素、二酸化炭素等などの）も冷却流体として用いることができる。さらに別の変形形態では、上に述べた液体および／またはガスの組み合わせを冷媒として用いることができる。
【００１０】
マイクロ波アンテナの遠位端は、任意選択的に、種々の方法で冷却ジャケット内に固定することができる。例えば、アンテナは、冷却組立体の先端部に電気的または機械的に接続されないままであってもよく、機械的接続によってこの２つを任意選択的に結合してもよい。他の変形形態では、アンテナと先端部は、機械的および電気的に接続しても、電気的にのみ接続しても、機械的にのみ接続してもよい。アンテナと先端部を機械的に接続するのに用いることができる様々な機械的固定方法には、例えば接着剤、溶接、はんだ付け、クランピング、圧着等が含まれる。
【００１１】
他の冷却組立体の変形形態は、外側ジャケットの管腔外部に配置された流入管を有する外側冷却ジャケットを含むことができる。流入管は、外側ジャケットの表面に取り付けられた別個の管部材であってもよく、外側ジャケットと一体に形成してもよい。代替的に、流入管腔を外側ジャケットの壁の内部に直接画定してもよい。アンテナ冷却組立体のさらに別の変形形態は、マイクロ波アンテナの放射部分のみを覆うように修正された冷却ジャケットを含むことができる。従って、この冷却ジャケットは、長さを短縮して構成することができ、さらに、ハンドル部分を省くことができる。代替的に、別の変形形態は、シャフトの少なくとも一部分の周りに巻き付けられた冷却管を有することができる。
【００１２】
マイクロ波アンテナを冷却するための別の代替物は、シャフトのある長さを覆う膨張可能なバルーンを有するマイクロ波アンテナのシャフトまたはフィードラインを一般に備える受動冷却バルーン組立体を備えることができる。バルーン部材は、液体またはガス（もしくは両方の組み合わせ）によって膨張可能とすることができ、任意の種々の取り付け方法、例えば接着剤、圧着等でマイクロ波アンテナのシャフトに沿って取り付けることができる。代替的に、別個の膨張可能なバルーンを単にアンテナシャフトの上に配置するのみで、マイクロ波アンテナに取り付けずにおいてもよい。使用に際しては、患者の皮膚を通じて経皮的に、または腹腔鏡的にマイクロ波アンテナを前進させ、アンテナの放射部を、腫瘍内、腫瘍近傍、もしくは腫瘍に隣接して配置することができる。ひとたび放射部が所望どおりに患者の体内に配置されれば、アンテナを通じたマイクロ波エネルギーの伝達前または伝達中にバルーンを膨張させることができる。バルーンの膨張によってシャフトを取り囲む組織を広げることができ、該組織をシャフトとの接触から離れるように促し、該組織が過度に加熱するかまたは炭化するのを防止することができる。
【００１３】
代替的冷却方法および装置は、アンテナのシャフトを中に配置することができる管腔を画定する管状冷却パックを通常備える受動冷却シースをも備えることができる。別の変形形態は、近位ハンドル部分を有する順応可能な冷却シースと、アンテナシャフトが挿入された領域を取り囲む皮膚表面の上に広がってそれを冷却するように構成することのできる順応可能な部分とを備えることができる。
【００１４】
別の代替的形態は、シースの全長を通して画定された一体型の冷却管腔を備えることができる。シースの全長を通して任意選択的な障壁を画定し、内部管腔を少なくとも２つの別個の体積に分割することができる。これらの管腔内で、第１の画定体積は、第１の化学物質または液体（例えば水、生理食塩水等）を保持することができ、第２の画定体積は、第２の化学物質または液体（塩化アンモニウム、硝酸ナトリウム、または塩化カリウム等）を保持することができる。冷却効果が所望される場合には、シースをわずかに曲げることができ、これによりシース内で障壁が破壊または破砕され、化学物質間の混合が可能となり、吸熱反応が生じる結果となる。別の代替的形態は、第１の化学物質または液体を保持するための第１の体積を画定する内管、および第２の化学物質または液体を保持するための第２の体積を画定する同軸の外管を備える摺動可能なシース組立体を含むことができる。代替的変形形態は、マイクロ波アンテナシャフトと一体化された冷却シースを有するか、またはマイクロ波アンテナの内部に冷却シースを有することができる。
【００１５】
冷却シースまたは冷却ジャケットは、所与の長さのマイクロ波アンテナを冷却するための要件に合致するように変更または調整することができる。一般的なマイクロ波アンテナは通常、そのシャフトの全長に沿って少なくとも３つの異なる領域に分割することができる。例えば、マイクロ波アンテナは、第１の領域、第２の領域、および第３の領域に分割することができる。従って、多領域冷却組立体を用い、マイクロ波アンテナの全長に沿って複数の領域を任意選択的に冷却する利点を活かすことができる。
【００１６】
最後に、さらに別の変形形態は、内部導体の近位部分がヒートシンクとして機能してマイクロ波アンテナの伝導冷却を促進するように内部導体の直径が修正されたマイクロ波アンテナを含むことができる。これは、近位部分がより速い速度で熱を吸い込んで放散するよう機能するように、より長い近位部分を有する内部導体を作ることにより達成することができる。
すなわち、本発明は以下を特徴とする。
（項目１）
マイクロ波アンテナと共に用いるための冷却システムであって、
マイクロ波アンテナを少なくとも部分的に取り囲むように適合された冷却ジャケットを備え、
該冷却ジャケットは、その中に冷却流体を保持するようにさらに適合されており、これにより該マイクロ波アンテナの少なくとも一部分が該冷却流体と流体接触しているシステム。
（項目２）
少なくとも１つの流入管腔と少なくとも１つの流出管腔とをさらに備え、該流入管腔および流出管腔は、前記冷却流体を循環させるために、各々が前記冷却ジャケットと流体連通している、請求項１に記載のシステム。
（項目３）
前記流入管腔の遠位端は、前記マイクロ波アンテナの遠位端近傍または該マイクロ波アンテナの遠位端に配置されている、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記流出管腔の遠位端は、前記マイクロ波アンテナ遠位端の近位に配置されている、項目２に記載のシステム。
（項目５）
前記流入管腔は、前記冷却ジャケットの外側表面に沿って画定されている、項目２に記載のシステム。
（項目６）
前記流入管腔は、前記冷却ジャケットの壁の内部に画定されている、項目２に記載のシステム。
（項目７）
前記冷却ジャケットの遠位端に先端部をさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目８）
前記先端部は、先細となっている、項目７に記載のシステム。
（項目９）
前記先端部と電気通信する発電機をさらに備える、項目７に記載のシステム。
（項目１０）
前記マイクロ波アンテナの遠位端は、前記先端部の近位部分に固定可能である、項目７に記載のシステム。
（項目１１）
前記先端部は、前記マイクロ波アンテナの前記遠位端と電気通信するように適合されている、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
前記冷却ジャケットの近位端への取り付け用のハンドル組立体をさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目１３）
前記ハンドル組立体は、それを通る少なくとも１つの管腔を画定し、該管腔は、前記冷却ジャケットと流体連通している、項目１２に記載のシステム。
（項目１４）
前記冷却ジャケットを通して前記冷却流体を循環させるためのポンプをさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目１５）
前記冷却流体は、液体、ガス、またはそれらの組み合わせを含む、項目１に記載のシステム。
（項目１６）
前記液体は、水または生理食塩水を含む、項目１５に記載のシステム。
（項目１７）
前記ガスは、亜酸化窒素、窒素、および二酸化炭素からなる群から選択される、項目１５に記載のシステム。
（項目１８）
前記システムの温度を感知するための温度センサをさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目１９）
前記冷却ジャケット内に挿入可能な導入器をさらに備える、項目１に記載のシステム。
（項目２０）
前記冷却ジャケットは、長さが前記マイクロ波アンテナの放射部に適合するように構成されている、項目１に記載のシステム。
（項目２１）
前記冷却ジャケットは、互いに隣接しかつ別個の少なくとも第１と第２の領域を画定しており、該第１の領域は、前記マイクロ波アンテナの第１の部分と流体接触している第１の供給源からの冷却流体を保持するように適合され、該第２の領域は、該マイクロ波アンテナの第２の部分と流体接触している第２の供給源からの冷却流体を保持するように適合されている、項目１に記載のシステム。
（項目２２）
前記第１の供給源からの前記冷却流体は、第１の温度に維持され、前記第２の供給源からの前記冷却流体は、第２の温度に維持される、項目２１に記載のシステム。
（項目２３）
前記冷却ジャケットは、互いに隣接しかつ別個の複数の追加領域を画定している、項目２１に記載のシステム。
（項目２４）
前記冷却ジャケットは、互いに隣接しかつ別個の少なくとも第１と第２の領域を画定しており、該第１の領域は、前記マイクロ波アンテナの第１の部分と流体接触している第１の供給源からの冷却流体を保持するように適合され、該第２の領域は、該マイクロ波アンテナの第２の部分と流体接触している該第１の供給源からの冷却流体を保持するように適合されている、項目１に記載のシステム。
（項目２５）
マイクロ波アンテナを冷却する方法であって、
該マイクロ波アンテナのある長さに沿って少なくとも部分的にマイクロ波アンテナを取り囲むように適合された冷却ジャケットを準備する工程と、
冷却流体を該冷却ジャケットに流す工程とを含み、これにより該流体が該冷却ジャケット内に保持されて該マイクロ波アンテナの少なくとも一部分に直接接触する方法。
（項目２６）
前記冷却流体を前記冷却ジャケットに通して流す前に前記冷却ジャケットを前記マイクロ波アンテナと共に治療対象の組織部位に進入させる工程をさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
前記冷却ジャケットを前記マイクロ波アンテナと共に治療対象の組織部位に進入させる前に前記冷却流体を該冷却ジャケットに通して流す工程をさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目２８）
前記冷却ジャケットを前記マイクロ波アンテナと共に治療対象の組織部位に進入させる間に前記冷却流体を該冷却ジャケットに通して流す工程をさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目２９）
前記冷却ジャケットを進入させる工程は、該冷却ジャケットの遠位端に配置された先端部に通電して組織を切り進む工程を含む、項目２６に記載の方法。
（項目３０）
前記冷却流体を前記冷却ジャケットに流す前に前記マイクロ波アンテナに通電する工程をさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目３１）
前記冷却流体を前記冷却ジャケットに通して流す間に前記マイクロ波アンテナに通電する工程をさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目３２）
前記冷却流体を流す工程は、該冷却流体をポンプで前記冷却ジャケットに通す工程を含む、項目２５に記載の方法。
（項目３３）
前記冷却流体を流す工程は、流入管腔を通じて該流体を前記冷却ジャケット内に送る工程を含む、項目２５に記載の方法。
（項目３４）
前記流入管腔を通じて前記流体を送る工程は、前記冷却ジャケットの外側表面に沿って画定された該流入管腔を通じて該流体を送る工程を含む、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
前記流入管腔を通じて前記流体を送る工程は、前記冷却ジャケットの壁の内部に画定された該流入管腔を通じて該流体を送る工程を含む、項目３３に記載の方法。
（項目３６）
流出管腔を通じて前記流体を前記冷却ジャケットから排出する工程をさらに含む、項目３３に記載の方法。
（項目３７）
前記流体は、前記冷却ジャケット内に静的に保持される、項目２５に記載の方法。
（項目３８）
前記冷却流体を流す工程は、該流体を一定の流速で流す工程を含む、項目２５に記載の方法。
（項目３９）
前記冷却流体を流す工程は、該流体を間欠的流速で流す工程を含む、項目２５に記載の方法。
（項目４０）
前記流体は、前記マイクロ波アンテナの放射部に直接接触する、項目２５に記載の方法。
（項目４１）
前記流体は、前記マイクロ波アンテナのシャフト部分に直接接触する、項目２５に記載の方法。
（項目４２）
前記マイクロ波アンテナの温度を感知する工程をさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目４３）
前記温度が所定のレベルに到達すると同時に警報を起動する工程をさらに含む、項目４２に記載の方法。
（項目４４）
前記冷却流体を前記冷却ジャケットの第２の部分に通して流す工程をさらに含み、これにより該流体が該第２の部分の内部に保持されて前記マイクロ波アンテナの少なくとも第２の部分に直接接触する、項目２５に記載の方法。
（項目４５）
前記マイクロ波アンテナを組織部位から取り除く工程をさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目４６）
マイクロ波アンテナと共に用いるための冷却シースシステムであって、
該マイクロ波アンテナを少なくとも部分的に取り囲むように適合された第１の管状部材であって、該第１の管状部材を通るアンテナ用管腔を画定する第１の管状部材と、
該第１の管状部材のある長さの周りに配置された第２の管状部材と、
該第１の管状部材と該第２の管状部材との間に画定された流体チャネルとを備え、
該流体チャネルは、その中に冷却流体を保持しかつ該アンテナ用管腔の少なくとも一部分を包囲するように適合されているシステム。
（項目４７）
前記流体チャネルと流体連通する少なくとも１つの流入管腔をさらに備える、項目４６に記載のシステム。
（項目４８）
前記流入管腔の遠位端は、前記流体チャネルの遠位端近傍または該流体チャネルの遠位端に配置されている、項目４７に記載のシステム。
（項目４９）
前記流体チャネルと流体連通する少なくとも１つの流出管腔をさらに備える、項目４７に記載のシステム。
（項目５０）
前記流出管腔の遠位端は、前記流体チャネルの近位端近傍または該流体チャネルの近位端に配置されている、項目４９に記載のシステム。
（項目５１）
前記第２の管状部材は、前記第１の管状部材の全長の周りに同軸に配置されている、項目４６に記載のシステム。
（項目５２）
前記第１の管状部材の遠位端と前記第２の管状部材の遠位端とは、互いに取り付けられている、項目４６に記載のシステム。
（項目５３）
前記第２の管状部材の近位端は、前記第１の管状部材の外側表面に沿って取り付けられている、項目４６に記載のシステム。
（項目５４）
前記アンテナ用管腔は、前記マイクロ波アンテナの形状に順応するように適合されている、項目４６に記載のシステム。
（項目５５）
前記流体チャネルは、前記第１の管状部材と前記第２の管状部材との間に同軸に画定されている、請求項４６に記載のシステム。
（項目５６）
前記流体チャネルと流体連通するポンプをさらに備える、項目４６に記載のシステム。
（項目５７）
前記第１の管状部材と前記第２の管状部材とは、共に一体に製造されている、項目４６に記載のシステム。
（項目５８）
前記第１の管状部材および前記第２の管状部材は、金属材料からなっている、項目４６に記載のシステム。
（項目５９）
前記第１の管状部材および前記第２の管状部材は、高分子材料からなっている、項目４６に記載のシステム。
（項目６０）
前記第１の管状部材および前記第２の管状部材は、セラミック材料からなっている、項目４６に記載のシステム。
（項目６１）
前記システムの近位部分に接続されたハブをさらに備える、項目４６に記載のシステム。
（項目６２）
少なくとも前記第１の管状部材の前記マイクロ波アンテナに対して相対的な動きを抑制するように適合された、前記ハブ上に配置された調節可能な固定部材をさらに備える、項目６１に記載のシステム。
（項目６３）
前記アンテナ用管腔は、前記マイクロ波アンテナのシャフト部分を取り囲むように適合されている、項目４６に記載のシステム。
（項目６４）
マイクロ波アンテナを冷却する方法であって、
マイクロ波アンテナの長さに沿って少なくとも部分的に該マイクロ波アンテナを取り囲むように適合された冷却シースを準備する工程と、
冷却流体を該冷却シースに通して流す工程とを含み、これにより外側ジャケットと該外側ジャケットの内部に配置されたアンテナ用管腔との間に画定された流体チャネル内に該流体が保持され、該流体チャネルが該アンテナ用管腔の全長の少なくとも一部分を包囲する方法。
（項目６５）
前記冷却流体を流す前に前記冷却シースを前記マイクロ波アンテナと共に治療対象の組織部位に進入させる工程をさらに含む、項目６４に記載の方法。
（項目６６）
前記冷却流体を前記冷却シースに通して流す前に前記マイクロ波アンテナに通電する工程をさらに含む、請求項６４に記載の方法。
（請求項６７）
前記冷却流体を前記冷却シースに通して流す間に前記マイクロ波アンテナに通電する工程をさらに含む、請求項６４に記載の方法。
（請求項６８）
前記流体は、同軸に画定された流体チャネル内に保持される、項目６４に記載の方法。
（項目６９）
前記冷却流体を流す工程は、該冷却流体をポンプで前記冷却シースに通す工程を含む、項目６４に記載の方法。
（項目７０）
前記冷却流体を流す工程は、流入管腔を通じて該流体を前記冷却シース内に送る工程を含む、項目６４に記載の方法。
（項目７１）
前記流体を流出管腔を通じて前記冷却シースから排出する工程をさらに含む、項目７０に記載の方法。
（項目７２）
前記流体は、前記冷却シース内に静的に保持される、項目６４に記載の方法。
（項目７３）
前記冷却流体を流す工程は、該流体を一定の流速で流す工程を含む、項目６４に記載の方法。
（項目７４）
前記冷却流体を流す工程は、該流体を間欠的流速で流す工程を含む、項目６４に記載の方法。
（項目７５）
前記冷却流体を流す前に前記冷却シースを前記マイクロ波アンテナの外側表面に順応させる工程をさらに含む、項目６４に記載の方法。
（項目７６）
前記冷却流体を流す前に前記冷却シースを前記マイクロ波アンテナに固定して該冷却シースの該マイクロ波アンテナに対して相対的な動きを抑制する工程をさらに含む、項目６４に記載の方法。
（項目７７）
前記マイクロ波アンテナを組織部位から取り除く工程をさらに含む、項目６４に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本明細書に説明する冷却システムと共に用いることのできるマイクロ波アンテナ組立体を示す。
【図２Ａ】図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、本明細書に説明する冷却システムと共に用いることのできるマイクロ波アンテナ組立体の代表的な端面断面図ならびに側面断面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、本明細書に説明する冷却システムと共に用いることのできるマイクロ波アンテナ組立体の代表的な端面断面図ならびに側面断面図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本明細書に説明する冷却システムと共に用いることのできるマイクロ波アンテナ組立体の別の変形形態の代表図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのアンテナの断面図を示す。
【図４Ａ】図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、アンテナ冷却システムの一変形形態の側面断面図ならびに端面図を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａから取った冷却システムのハンドルの詳細図を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄおよび図４Ｅは、図４Ａから取ったアンテナ用の代替的冷却構造の詳細図を示す。
【図４Ｅ】図４Ｄおよび図４Ｅは、図４Ａから取ったアンテナ用の代替的冷却構造の詳細図を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、冷却システム内部のアンテナの遠位端の代表的断面図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂ〜図５Ｄは、アンテナと冷却システムの先端部との間の代替的取り付け方法の側面断面図を示す。
【図５Ｃ】図５Ｂ〜図５Ｄは、アンテナと冷却システムの先端部との間の代替的取り付け方法の側面断面図を示す。
【図５Ｄ】図５Ｂ〜図５Ｄは、アンテナと冷却システムの先端部との間の代替的取り付け方法の側面断面図を示す。
【図５Ｅ】図５Ｅは、冷却システム先端部に通電することのできる一変形形態を図示した側面断面図を示す。
【図６】図６は、外部に配置された流体管を有することのできる、冷却システムの別の変形形態の代表的側面図を示す。
【図７】図７は、外側ジャケットの壁内部に画定された一体型流体管腔を有することのできる、冷却システムのさらに別の変形形態の代表的側面図を示す。
【図８】図８は、別個の構造支持用心軸を有する冷却システムのさらに別の変形形態の側面図を示す。
【図９Ａ】図９Ａ〜図９Ｃは、図８の装置を用いる際の一変形形態を示す。
【図９Ｂ】図９Ａ〜図９Ｃは、図８の装置を用いる際の一変形形態を示す。
【図９Ｃ】図９Ａ〜図９Ｃは、図８の装置を用いる際の一変形形態を示す。
【図１０】図１０は、マイクロ波アンテナの放射部の上にのみ配置されるように構成された冷却システムのさらに別の変形形態を示す。
【図１１】図１１は、マイクロ波アンテナの上に巻き付けることのできる管を備える冷却システムのさらに別の変形形態を示す。
【図１２Ａ】図１２Ａおよび図１２Ｂは、それぞれ、アンテナを冷却するように構成されたループ状アンテナ変形形態の側面図ならびに断面図を示す。
【図１２Ｂ】図１２Ａおよび図１２Ｂは、それぞれ、アンテナを冷却するように構成されたループ状アンテナ変形形態の側面図ならびに断面図を示す。
【図１３Ａ】図１３Ａ〜図１３Ｃは、それぞれ、冷却シースとして構成された本システムの別の変形形態の端面図、側面断面図、および斜視図を示す。
【図１３Ｂ】図１３Ａ〜図１３Ｃは、それぞれ、冷却シースとして構成された本システムの別の変形形態の端面図、側面断面図、および斜視図を示す。
【図１３Ｃ】図１３Ａ〜図１３Ｃは、それぞれ、冷却シースとして構成された本システムの別の変形形態の端面図、側面断面図、および斜視図を示す。
【図１４Ａ】図１４Ａは、直線状プローブマイクロ波アンテナと共に用いられる一変形形態のシースを示す。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、ループ状プローブマイクロ波アンテナと共に用いられる別の変形形態のシースを示す。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、放射ループ状アンテナ部分を冷却するように構成されたループ状プローブマイクロ波アンテナと共に用いられるさらに別の変形形態のシースを示す。
【図１５】図１５は、周囲組織をアンテナ表面から離れる方向に押圧するために用いられる膨張バルーンを有する直線状プローブマイクロ波アンテナの変形形態を示す。
【図１６】図１６は、アンテナの全長に沿って配置された多数の膨張バルーンを有する直線状プローブマイクロ波アンテナの別の変形形態を示す。
【図１７】図１７は、マイクロ波アンテナシャフトの上に配置可能な別個の冷却シースとして構成された本冷却システムの別の変形形態の分解組立図を示す。
【図１８】図１８は、組織表面に少なくとも部分的に順応するように構成された冷却シースのさらに別の変形形態の側面図を示す。
【図１９Ａ】図１９Ａおよび図１９Ｂは、それぞれ、冷却シースの側面断面図ならびに端面断面図を示す。
【図１９Ｂ】図１９Ａおよび図１９Ｂは、それぞれ、冷却シースの側面断面図ならびに端面断面図を示す。
【図２０Ａ】図２０Ａおよび図２０Ｂは、それぞれ、破って化学物質を相互に混合させ、冷却吸熱反応を生じさせることのできる仕切りを有する冷却シースの別の変形形態の側面断面図ならびに端面断面図を示す。
【図２０Ｂ】図２０Ａおよび図２０Ｂは、それぞれ、破って化学物質を相互に混合させ、冷却吸熱反応を生じさせることのできる仕切りを有する冷却シースの別の変形形態の側面断面図ならびに端面断面図を示す。
【図２１Ａ】図２１Ａおよび図２１Ｂは、摺動可能な同軸管が開口部を有しており、化学物質が相互に混合して冷却吸熱反応を生成することができるように該開口部が位置合わせ可能である、冷却シースのさらに別の変形形態の側面断面図を示す。
【図２１Ｂ】図２１Ａおよび図２１Ｂは、摺動可能な同軸管が開口部を有しており、化学物質が相互に混合して冷却吸熱反応を生成することができるように該開口部が位置合わせ可能である、冷却シースのさらに別の変形形態の側面断面図を示す。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、開口部が位置合わせされた図２１Ｂの冷却シースの端面図を示す。
【図２２Ａ】図２２Ａは、マイクロ波アンテナを覆って配置された冷却シースの一例の斜視図を示す。
【図２２Ｂ】図２２Ｂおよび図２２Ｃは、シースとアンテナ表面との間に画定されたいくつかの流体管腔を有する冷却シースの他の変形形態の斜視図を示す。
【図２２Ｃ】図２２Ｂおよび図２２Ｃは、シースとアンテナ表面との間に画定されたいくつかの流体管腔を有する冷却シースの他の変形形態の斜視図を示す。
【図２２Ｄ】図２２Ｄは、内部導体と外部導体との間の誘電体がそれを通るいくつかの冷却管腔を画定することのできる別の変形形態の斜視図を示す。
【図２３Ａ】図２３Ａは、三軸マイクロ波アンテナシャフトの一部分の斜視図を示す。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、外部導体とチョーク層との間の誘電体を通して画定することのできる冷却管腔の一例を示す。
【図２４】図２４は、種々の組織部位と接触することのできるアンテナシャフトに沿った種々の領域を線引きした直線状マイクロ波アンテナプローブの側面図を示す。
【図２５】図２５は、マイクロ波アンテナのシャフトに沿って多数の領域の多様な冷却に線引きをするように構成することのできる冷却システムのさらに別の変形形態を示す。
【図２６Ａ】図２６Ａは、同軸ケーブルの直径を非均一とすることができ、これにより大きい方のケーブルが高温発生の減少を促進する改善された電力処理能力を有することができるさらに別の変形形態を示す。
【図２６Ｂ】図２６Ｂおよび図２６Ｃは、図２６Ａの内部導体用の他の遷移直径の側面断面図を示す。
【図２６Ｃ】図２６Ｂおよび図２６Ｃは、図２６Ａの内部導体用の他の遷移直径の側面断面図を示す。
【図２７】図２７は、冷却されないマイクロ波アンテナの経時温度上昇を図示したグラフを示す。
【図２８】図２８は、冷却システム作動時のマイクロ波アンテナの温度低下を図示したグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（発明の詳細な説明）
本明細書に説明する種々のマイクロ波アンテナ組立体および冷却システムは、以下にさらに詳細に説明するように、現在利用可能な装置よりも外傷性が少ない。一般に、患者体内の組織罹患部を侵襲治療する際に、患者に外傷が生じ、痛みおよび他の合併症を引き起こす可能性がある。外傷の１つの原因は、マイクロ波アンテナ組立体によって余分な組織が不必要に焼灼されていることからくる可能性がある。マイクロ波アンテナがマイクロ波エネルギーを伝達する際には、放射部のみならずアンテナのフィードラインまたはシャフトもオーム加熱によって温度が上昇する可能性がある。その結果、アンテナの表面と接触する組織が不必要に炭化するかもしくは焼灼される可能性がある。不必要な外傷に加え、炭化した組織は、それが乾燥して炭化する際の組織のインピーダンスの変化により、マイクロ波アンテナの効力を低下させるおそれがある。本明細書に説明する冷却システムは、様々な種類のマイクロ波アンテナと併せて用いることができる。
【００１９】
ここで、本明細書に説明する冷却システムと共に用いることのできる様々な種類のマイクロ波アンテナ組立体の例を説明する。例えば、図１は、本明細書に説明する冷却システムと共に用いることのできるマイクロ波アンテナ組立体１０の一変形形態の代表図を示す。アンテナ組立体１０は通常、ケーブル１６を介してフィードライン１４（またはシャフト）によってコネクタ１８に接続することができる放射部１２からなっており、該コネクタ１８はさらに、組立体１０を電力発生源３０、例えば発電機に接続することができる。図に示すように、組立体１０は双極子マイクロ波アンテナ組立体であるが、他のアンテナ組立体、例えば単極アンテナ組立体または漏れ波アンテナ組立体も用いることができる。放射部１２の遠位部分２２は、最小の抵抗で組織内へ挿入することができるように、先端２８で終了する先細の端部２６を有するのが好ましい。放射部１２が以前から存在する開口部内に挿入される場合は、先端２８は、丸いかまたは平坦であってもよい。
【００２０】
全体として、図１のアンテナ組立体１０は、圧縮荷重を用いてアンテナ強度を高めることのできる変形形態を示している。近位部分２４は遠位部分２２の近位に配置されており、接合部材２０が両方の部分の間に配置され、これにより遠位部分２２および近位部分２４によって接合部材２０上に圧縮力が印加されるのが好ましい。以下に詳細に説明するように、組織内への挿入前に遠位部分２２および近位部分２４を事前に圧力が加えられた状態に置くことにより、組立体１０が最小アンテナ直径を維持しながら組織内へ独力で入り込むことができるだけの十分な剛性を維持することが可能となる。
【００２１】
フィードライン１４は、ケーブル１６を介してアンテナ組立体１０を発電機３０に電気的に接続することができ、通常、半剛体または可撓性とすることのできる導電性金属で製造された同軸ケーブルからなる。フィードライン１４は、放射部１２の近位端からケーブル１６の遠位端まで、約１インチと約１５インチの間の範囲の様々な長さをも有することができる。ほとんどのフィードラインは、銅、金、または同様の導電値を有する他の導電性金属で構成することができるが、フィードライン１４は、ステンレススチールで製造されるのが好ましい。それらの特性を改善するために、例えば導電性を向上させるかまたはエネルギー損失を減少させるために、これらの金属を他の材料、例えば他の導電性材料で被覆してもよい。ステンレススチールで製造されたもののようなフィードライン１４は、約５０Ωのインピーダンスを有するのが好ましく、またその導電性を向上させるために、ステンレススチールを銅または金などの導電性材料の層でコーティングしてもよい。ステンレススチールには他の金属と同じ導電性はないかもしれないが、それは、組織および／または皮膚を穿刺するのに必要な強度を有する。
【００２２】
図２Ａおよび図２Ｂに、本明細書に説明する冷却システムと共に用いることのできる従来の双極子マイクロ波アンテナ組立体４０の端面図および断面図をそれぞれ示す。図に見られるように、アンテナ組立体４０は、フィードライン１４に接続することができる近位端４２を有し、遠位端４４で終了する。アンテナ４０の放射部は、近位放射部４６と遠位放射部４８とを備える。近位放射部４６は一般に、各々が長手方向軸線に沿って延びる外部導体５２および内部導体５４を有することができる。外部導体５２と内部導体５４との間には一般に、これも導体５２、５４間に長手方向に配置されてそれらを電気的に分離する誘電体５６がある。誘電体は、空気を含む任意の数の適切な材料を構成することができる。遠位部分５８も、以下に論じるように、導電性材料で製造されている。近位放射部４６および遠位放射部４８は、一般的に誘電体、例えば接着剤で製造された接合部５０で整合し、また接合部の開口部６０を通りかつ少なくとも部分的に遠位部分５８を通って走る内部導体５４によっても支持されている。しかしながら、上に論じたように、従来のアンテナ組立体４０の構成は、接合部５０において構造的に弱い。
【００２３】
本明細書に活用することのできるマイクロ波アンテナのさらに詳細な論述は、２００１年１１月２日に提出された「Ｈｉｇｈ−Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ」と題する米国特許出願第１０／０５２、８４８号および２００２年１０月１５日に提出された「Ｈｉｇｈ−Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｏｆ  Ｕｓｅ」と題する米国特許出願第１０／２７２、０５８号に見出すことができ、それらの各々が全体として引用により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
図３Ａに示すような湾曲したマイクロ波アンテナを有する代替的マイクロ波アンテナも、本明細書に説明する冷却システムと共に用いることができる。マイクロ波アンテナ組立体７０は、発電機８２に電気的に接続された少なくとも１本のマイクロ波アンテナ７２を備えることができる。マイクロ波アンテナ７２は、遠位端を有するシャフトまたはフィードライン７４を備え、該遠位端からアンテナもしくは内部導体７６が延びて焼灼領域９０を画定するのが好ましい。フィードライン７４の近位端は、送電ケーブル８０を介してアンテナ７２を発電機８２に電気的に連結するカプラ７８を備えるのが好ましい。ケーブル８０は、患者に対するアンテナ７２の位置決めを可能とする可撓性ケーブルであるのが好ましい。
【００２５】
フィードライン７４は、図３Ａから取った図３Ｂの断面３Ｂ−３Ｂで示すように、同軸ケーブルとするのが好ましい。フィードライン７４は、上に述べたフィードライン１４と同様に、内部導体８６を取り囲む外部導体８４で形成することができる。導体８４、８６は、半剛体または可撓性とすることのできる導電性金属で製造することができる。上に述べたように、ほとんどのフィードライン８４は、ステンレススチールのような金属で構成することができる。代替的に、銅、金、などの金属、または同様の導電値を有する他の導電性金属も用いることができる。誘電体８８は、外部導体８４および内部導体８６それぞれの間に配置し、それらの間を絶縁するのが好ましく、また任意の適切な種々の従来の誘電体からなることができる。
【００２６】
本明細書に活用することのできる湾曲したループ状マイクロアンテナ構成に関する追加詳細は、２００２年１０月１５日に提出された「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａ  Ｃｕｒｖｅｄ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」と題する米国特許出願第１０／２７２、３１４号にさらに記載されており、その全体が引用により本明細書に組み込まれる。
【００２７】
図４Ａおよび図４Ｂに、任意の数の従来のマイクロ波アンテナまたは本明細書に説明するマイクロ波アンテナ、特に図１ならびに図２Ａ〜図２Ｂに示す直線状プローブ構成と共に用いることのできるアンテナ冷却システムの一変形形態の側面断面図および端面図をそれぞれ示す。この変形形態は直線状プローブアンテナの冷却を示しているが、湾曲しているかまたはループ状のマイクロ波アンテナも、以下にさらに説明するものと同じかもしくは類似する原理の多くを用いることができる。アンテナ冷却組立体１００は通常、冷却用ハンドル組立体１０２と、ハンドル組立体１０２から延びる細長い外側ジャケット１０２とを備える。必要な場合、外側ジャケット１０８は、延びて先端１１０で終了してもよく、該先端１１０は、次第に細くなって鋭い先端となり、組織内への挿入および組織内での操作を容易にすることができる。マイクロ波アンテナ１０４は、アンテナ１０４の放射部１０６が先端１１０に向けて遠位方向に外側ジャケット１０８内へ延びるようにハンドル組立体１０２の内部に配置することができる。流入管１１４は、ハンドル本体１１２の近位端内に延び、かつ遠位方向に外側ジャケット１０８の一部分内に延びることができる。以下にさらに詳細に説明するように、流出管１１６もハンドル本体１１２の内部に延びることができ、これにより流入管１１４および流出管１１６の遠位端が互いに流体連通することができる。
【００２８】
図４Ｃに、図４Ａから取ったハンドル組立体の詳細１１８を示す。図に示すように、ハンドル本体１１２は、アンテナ１０４の近位端を格納する近位ハンドルハブ１２２、および遠位方向に外側ジャケット１０８内に延びることができる遠位ハンドルハブ１２４からなることができる。近位ハンドルハブ１２２および遠位ハンドルハブ１２４は各々、ハブ界面１３０において互いに物理的に嵌まり合い、好ましくは流体密封シールを形成するように構成することができる。従って、図中にオスメス接続として見られるように、近位ハンドルハブ１２２は、これに対応するように構成された遠位ハンドルハブ１２４内に受け入れられかつ固定されるように構成することができる。近位ハンドルハブ１２２および遠位ハンドルハブ１２４は各々、同一の（または類似の）材料で形成してもよく、異なる材料で形成してもよい。ハブ１２２、１２４を同じ材料で製造する場合、種々の非導電性材料、例えばポリマー類、ポリイミド類、プラスチック類等を用いるのが好ましい。代替的に、近位ハンドルハブ１２２を金属または合金、例えばステンレススチール、プラチナ、ニッケル、ニッケルチタニウム等で製造し、遠位ハンドルハブ１２４（もしくはマイクロ波アンテナの放射部を覆うハンドル部分のみ）を先に述べた非導電性材料のうちの１つで製造してもよい。
【００２９】
流入管１１４および流出管１１６の遠位端は、ポンプ（図示せず）を介し流入管１１４を通じて流体をハンドル本体１１２内にポンプで注入することができるようにハンドル本体１１２の内部に配置することができる。ハンドル本体１１２に入る流体は、アンテナ１０４のシャフトの少なくとも一部分と直接接触することができ、アンテナシャフトの対流冷却が生じることを可能にする。流体は、流出管１１６を経由してハンドル本体１１２を出ることができる。追加の流入管１２６を、ハンドル本体１１２とアンテナ１０４の放射部１０６との間に延びるようにアンテナ冷却組立体１００の内部に配置することができ、対応する流出管１２８も、ハンドル本体１１２と放射部１０６との間に延びることができる。流入管１２６の近位端は流入管１１４と流体連通することができ、冷却流体がアンテナの放射部１０６に向けて外側ジャケット１０８内を遠位方向に流れることを可能にする。代替的に、流体がアンテナ１０４の全長の一部分、またはその全長の大部分、もしくはその全長に直接沿ってアンテナ１０４に接触するように、流入管１２６および流出管１２８を冷却組立体１００から除外してもよく、また外側ジャケット１０８を流入管１１４ならびに流出管１１６と直接流体連通している状態に保持してもよい。従って、冷却組立体１００は、アンテナ１０４を取り囲む組織を冷却するよりもアンテナ１０４を直接冷却するのに効果的であるが、周囲組織も、組立体１００を介して伝導冷却することができる。
【００３０】
図４Ｄおよび図４Ｅに、図４Ａから取った外側ジャケットの詳細の変形形態１２０、１２０’をそれぞれ示す。図４Ｄは、流入管１２６の遠位端１３２が外側ジャケット１０８を通って遠位方向に延びることができる一変形形態を示している。遠位端１３２の開口部は、遠位端１３２が流体チャネル１３４に開くように、外側ジャケット１０８内の外側ジャケット１０８の遠位端近傍または遠位端に配置することができる。冷却流体は、流体チャネル１３４に入り、アンテナ１０４の少なくとも一部分を取り囲み、かつ好ましくは少なくとも放射部１０６を取り囲む体積を満たすことができる。流体が流体チャネル１３４に入る際に、それは、冷却流体とアンテナ１０４との間の対流冷却を増大させるために遠位端１３２の近位に配置されるのが好ましい流出管１２８の遠位開口部を通じて回収することができる。代替的に、流入管１２６および流出管１２８の各遠位端を互いに位置合わせしてもよい。いずれの場合も、冷却流体は、何らかの付加的熱界面を通じて伝導接触しているのではなく、アンテナ１０４の外側表面に直接接触しかつアンテナ１０４を包囲することができる。直接的流体対アンテナ接触を許容することにより、直接的対流冷却が発生することが可能となり、かつそれによってアンテナから冷却流体への熱伝達を促進することができる。
【００３１】
冷却流体は、正圧を用いてポンプで流入管１２６に通すことができ、一方、負圧を用いて流出管１２８を通じて流体を領域の外に引き出すこともできる。流出管１２８を通じた負圧は、単独または流入管１２６を通じた正圧と併せて用いることができる。一方、流入管１２６を通じた正圧は、単独または流出管１２８を通じた負圧と併せて用いることができる。冷却組立体１００に冷却流体をポンプで通す際に、冷却流体は、一定かつ均一な流速で組立体１００を通過することができる。別の変形形態では、ある量の冷却流体を流体チャネル１３４内にポンプで注入することができかつアンテナから熱を吸収することによって温かくなることができるように、流れを間欠的にすることができる。ひとたび流体の温度が組織への熱損傷が発生する温度、例えば約４３°〜約４５°より低い所定レベルに達すれば、温かくなった流体を除去し、追加の冷却流体と移しかえることができる。温度センサ（サーミスタ、サーモカップル等のような）を外側ジャケット１０８の内部またはその上に組み込み、流体および／もしくは外側ジャケット１０８の温度を感知することができる。本システムは、ひとたび感知された温度が所定レベルに達すれば追加の冷却流体を冷却組立体１００内にポンプで自動的に注入するように構成することができるか、またはそれを例えば可聴警報もしくは視覚警報によってユーザに通知するように構成することができる。
【００３２】
用いる冷却流体は、所望の冷却速度および所望の組織インピーダンス整合特性に応じて変えることができる。マイクロ波焼灼用アンテナによって生成される熱を吸収するのに十分な特定の熱価を有する生体適合性を有する流体、例えば、限定するものではないが、水、生理食塩水、Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（登録商標）を含む液体、液化クロロジフルオロメタン等を用いることができるのが好ましい。別の変形形態では、ガス（亜酸化窒素、窒素、二酸化炭素等のような）も冷却流体として用いることができる。例えば、遠位端１３２の開口部にアパーチャを配置して該アパーチャにガス、例えば亜酸化窒素を通過させて膨張させ、格納されたアンテナ１０４を冷却することのできるＪｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｐｓｏｎ効果による冷却効果を利用することができる。さらに別の変形形態では、上に述べた液体および／またはガスの組み合わせを冷却媒体として用いることができる。
【００３３】
図４Ｅに、アンテナ１０６の放射部１４２をアンテナシャフトの近位部分から分離するために障壁またはガスケット１３８を組み込んだ別の変形形態の外側ジャケット１０８内部の詳細１２０’を示す。障壁１３８は、例えば、アンテナ１０６のシャフトを取り巻く流体密封シールを保持するためのガスケットとして機能するように構成された高分子材料またはゴム材料とすることができる。流体チャネル１４０は、その内部に放射部１４２を配置することができる外側ジャケット１０８内の障壁１３８の遠位に画定することができる。上に述べた流体のうちのいずれか１つのような流体を流体チャネル１４０内に静的に維持し、放射部１４２によって生成される熱を吸収することができる。代替的に、アンテナ１０６とのよりよいインピーダンス整合を得るために、チャネル１４０を流体、高温の化学物質、例えばエポキシで充填してもよい。障壁１３８の近位に、アンテナのシャフト部分の残部を取り囲む別個の流体チャネルを画定してもよい。流入管１３６をこの近位チャネル内に配置してその内部での上述の方法による冷却流体の交換を可能とし、これにより該流体がアンテナシャフト表面に直接接触することができるようにしてもよい。
【００３４】
マイクロ波アンテナの遠位端は、種々の方法により、冷却ジャケット内に任意選択的に固定することができる。図５に、外側ジャケット１５２内に配置されたマイクロ波アンテナ１５４を示す冷却組立体の遠位端１５０の例示的な断面図を示す。アンテナ１５４は電気的または機械的に冷却組立体先端部１５６に接続されない状態を保持することができるが、連結部１５８を介してこれら２つを任意選択的に結合してもよい。図５Ｂに、先端部１５６へのアンテナ１５４の接続の一変形形態を示しており、該変形形態では、それらを機械的および電気的に接続することができる。先端部１５６は、金属または合金、例えばステンレススチールで製造し、その近位端にアンテナ１６０を受け入れるための接触チャネルを形成することができ、これも金属製とすることができる。アンテナ端部１６０は、種々の機械的固定方法、例えば接着剤、溶接、はんだ付け、クランピング、圧着、圧入等によって先端部１５６と共に導電性連結部１６２内に固定することができ、先端部１５６と結合することができ、これにより連結部１６２が、電気的接続をも提供しながら、組織内に配備されたときに故障に耐えるのに十分な強度を有する機械的結合部となる。
【００３５】
図５Ｃに、アンテナ１６４を先端部１５６に機械的に接続することができるが電気的にはそれと絶縁することができる別の変形形態を示す。アンテナ１６４、または少なくとも先端部１５６と接触するアンテナ１６４の一部分は、その外側表面の上に絶縁層１６６を有することができる。その結果、上に述べたように、先端部１５６は、アンテナ１６４とは電気的に絶縁されたままであるにもかかわらず、それらの間に構造的接続を保持することができる。さらに別の代替的形態において、図５Ｄは、ワイヤまたはケーブル１６８を介してアンテナ１５４を先端部１５６に電気的に接続することのできる連結部を示す。このような連結部は、アンテナ１５４と先端部１５６との間で電気通信を行うがそれら２つの間を構造的に支持しないために用いることができる。
【００３６】
図５Ｃに示すように、アンテナ１６４が構造的に先端部１５６に取り付けられているが電気的には絶縁されている場合、図５Ｅは、先端部１５６に通電するための電力を提供するために外部に配置された電源１６１によって先端部１５６との電気通信を維持することができる変形形態を示している。通電される先端組立体１５１はアンテナ１６４を示しており、該アンテナ１６４は、該アンテナ１６４と先端部１５６との間に配置された絶縁層１６６によって先端部１５６に構造的に接続されている。アンテナ１６４は、外側ジャケット１５３内に配置されて示されている。代替的変形形態では、ワイヤ１５９と先端部１５６との間に直接的な電気的接続を有せずに、ワイヤ１５９をチョーク１５５に接続することができ、これによりチョーク１５５を通じて電源１６１が先端１５６に電気的に接続される。さらに別の変形形態では、代わりに、外部導体１５７を介しワイヤ１５９を通じて電源１６１を先端部１５６に電気的に接続することができる。ワイヤ１５９がチョーク１５５または外部導体１５７に接続される変形形態では、アンテナ１６４と先端部１５６との間には電気的接続が存在する。
【００３７】
別個の流入管および流出管を用いずに、他の変形形態も用いることができる。図６に、別の冷却組立体の変形形態１７０の側面図を示す。この変形形態では、外側ジャケット１７２の管腔の外部に配置された流入管１７６を有することができる。管１７６は、上に述べたように、外側ジャケット１７２と同一または類似の材料で製造してもよく、それが非導電性であるのが好ましいのであれば、それを外側ジャケット１７２と異なる材料で製造してもよい。管１７６は、外側ジャケット１７２の表面に取り付けられた完全に別個の管部材であってもよい。代替的に、管１７６を外側ジャケット１７２と一体に形成してもよい。いずれの場合も、冷却流体は、それが開口部１８０を通過するまで、ポンプで管１７６に注入され、矢印で示すように外側ジャケット１７２に沿って遠位方向に流れることができ、該開口部１８０は、管１７６と外側ジャケット１７２の内部を通って画定された流出チャネル１７８との間の流体連通を可能にすることができる。開口部１８０は、管１７６と流出チャネル１７８との間の先端部１７４近位の外側ジャケット１７２に沿った所定の位置に画定することができる。開口部１８０の位置は、所望の冷却効果および冷却流体が上を流れることのできるアンテナに沿った所望の位置によって決定することができる。別の変形形態では、冷却流体を流出チャネル１７８を通じてポンプで冷却ジャケット１７２内に注入することができ、管１７６を通じて排出流体を返還することができる。
【００３８】
図７に、別の冷却組立体の変形形態１９０の側面図を示す。先端部１９４をその端末側終端に有する外側ジャケット１９２を見ることができる。しかしながら、この変形形態では、流入管腔１９６は、外側ジャケット１９２の壁の内部に直接画定することができる。流入管腔１９６は、開口部２００で終了することができ、該開口部２００が流出チャネル１９８と流体連通することができ、その内部にマイクロ波アンテナを置くことができる。開口部２００は、外側ジャケット１９２の遠位端で終了して示されているが、開口部２００は、先端部１９４近位の流入管腔１９６と流出チャネル１９８との間の外側ジャケット１９２に沿った特定の所定の位置に画定してもよい。さらに、外側ジャケット１９２は、上に述べた金属のうちのいずれか１つから製造することができる。
【００３９】
導入器と冷却シースの組み合わせを、図８の組立体２１０の側面図に示す。冷却用導入器組立体２１は、管２１２の近位端に位置する管ハブ２１４を有する高分子管２１２を備えることができる。組織内への組立体２１０の導入を促進するために先細とすることができる先端部２１６は、管２１２の遠位端に配置することができる。除去可能な細長い心軸２１８を管２１２内に挿入し、組織内への組立体２１０の挿入中管２１２の構造を支持しかつ管２１２にコラム強さを与えることができる。心軸２１８は、組織への挿入中管２１２によって生成される曲げモーメントに耐えるのに十分な強度を有する種々の金属、例えばステンレススチールで製造することができ、かつ管腔２２０内に摺動可能に嵌合するように構成することができる。
【００４０】
図９Ａ〜図９Ｃに、組立体２１０を組織の焼灼治療用の導入器および冷却ジャケットとして用いることができる方法の一例を示す。図９Ａに示すように、心軸２１８が内部に配置された管２１２は、管２１２の遠位部分が組織の病変部位、例えば腫瘍２３２に隣接するかまたはその内部に配置されるまで患者２３０の組織内に挿入することができる。図９Ｂに示すように、ひとたび管２１２が所望どおりに配置されれば、患者２３０の体内の管２１２の位置および配向を維持しながら内部の心軸２１８を管２１２から除去することができる。次いで、アンテナ２３６の放射部２３８が腫瘍２３２に隣接するかまたはその内部にある管２１２の遠位部分内に配置されるように、マイクロ波アンテナ２３６を管２１２の管腔２２０内に挿入しその中を遠位方向に進めることができる。アンテナ２３６の近位端は、それに連結された冷却用ハブ２３４およびマイクロ波電源ならびに／またはＲＦ電源（図示せず）に接続するために近位方向に延びるケーブル２４０を有することができる。
【００４１】
図９Ｃに示すように、アンテナ２３６の長さは管２１２にちょうど収まるように構成することができ、これにより管ハブ２１４と冷却用ハブ２３４とを互いに接触させて共に固定することができる。ハブ２１４、２３４のうちの１つまたは両方を、任意の機械的取り付け方法によって解放可能に共に固定するように構成してもよい。例えば、ハブ２１４、２３４にねじ山をつけて互いにねじで留めてもよく、ハブ２１４、２３４を締まりばめを介して固定するように構成してもよく、当業者で知られた任意の他の機械的固定方法を用いてもよい。さらに、ハブ２１４、２３４間にはめ込むためのガスケットを備え、それらの間に流体密封シールを設けることができる。冷却用ハブ２３４は、流入管２４２および流出管２４４を介してポンプに流体接続することができる。ひとたびハブ２１４、２３４を互いに固定すれば、流入管２４２を通じかつハブ２３４を通じて冷却流体を導入することができ、これにより流体が管腔２２０内に入り、アンテナ２３６を包囲してそれに接触し、所望であれば、アンテナ２３６を冷却する。流体は、これもハブ２３４を介して管腔２２０と流体連通することができる流出管２４４を介して管腔２２０から除去することができる。ひとたびこの手順が完了すれば、組立体全体を組織から取り除くことができる。
【００４２】
アンテナ冷却組立体２５０のさらに別の変形形態を、図１０における側面図に見ることができる。組立体２５０では、冷却ジャケット２５６を、マイクロ波アンテナの放射部２５４のみを覆うように修正することができる。従って、冷却ジャケット２５６は、例えば上述の冷却ジャケット１０８よりも長さが短くなるように構成することができ、さらにハンドル部分を省いて放射部２５４の周りに冷却チャネル２６２を形成することができる。冷却ジャケット２５６内に冷却流体を供給するために、流入管２５８および流出管２６０をジャケット２５６と合体することができる。アンテナシャフト２５２の残部は、冷却ジャケット２５６で覆わずにおくことができる。
【００４３】
図１１に冷却組立体２７０の別の変形形態を示しており、該冷却組立体２７０では、アンテナシャフト２７２は、シャフト２７２の少なくとも一部分の周りに巻き付けられた冷却管２７６を有することができる。冷却管２７６は、ポンプに接続された流入管２７８および流出管２８０を介して、冷却流体を貫流させることができる。この図に示す変形形態では、管２７６は、放射部２７４に至るまでのアンテナシャフト２７２の一部分の周りに巻き付けられている。代替的変形形態では、管２７６は、放射部２７４の周りにも巻き付けることができ、その場合、管２７６または管２７６の放射部２７４を覆う部分は、高分子材料もしくはプラスチック材料で製造されるのが好ましい。さらに、管２７６は、放射部２７４の上にのみ巻き付けることもできる。好ましくは高分子材料、例えばＰＴＦＥ、Ｐｅｂａｘ（登録商標）等で製造された任意選択的な被覆またはシースを、巻き付けた管２７６（もしくは巻き付けた管２７６の一部分）の上に形成するかまたは装着し、組織内への挿入に備えて組立体２７０に滑らかな表面を設けてもよい。
【００４４】
冷却組立体の別の変形形態を図１２Ａおよび図１２Ｂに示しており、これらの図は、アンテナを冷却するように構成されたループ状アンテナ変形形態２９０の側面図ならびに断面図をそれぞれ示している。この変形形態はループ状アンテナを有するマイクロ波アンテナ用に示されているが、以下にさらに詳細に説明するように、その原理は、直線状アンテナプローブに適用可能である。組立体変形形態２９０では、アンテナシャフト２９２は、アンテナシャフト２９２内に配置された流体外管２９４および外管２９４内に同軸に配置された流体内管２９６を有することができる。管２９４、２９６の組立体は、内部導体組立体２９８を形成することができ、各管が、アンテナシャフト２９２の全長を通りかつそれを超えて延び、湾曲したアンテナ部分を形成することができる。流体内管２９６の遠位端は、流体外管２９４の遠位端の近位で終了することができ、その端末側終端は閉鎖されているのが好ましい。流体内管２９６の遠位端は、管２９４、２９６間の流体連通を可能にする開口部をも画定することができる。
【００４５】
図１２Ｂに示すように、流体内管２９６は、流入管腔３００を画定することができ、流体外管２９４は、管２９４、２９６間の空間に流出管腔３０２を画定することができる。従って、冷却流体は、内部導体２９８自体を通って循環し、マイクロ波エネルギーの伝達中にアンテナを冷却することができる。管２９４、２９６は、マイクロ波伝達に適した導電性材料、例えばステンレススチール、プラチナ、金、ニッケル等、またはステンレススチールよりも低い電気抵抗を有する導電性材料で被覆されたステンレススチールで形成することができる。
【００４６】
冷却流体とマイクロ波アンテナとの間の直接的接触を利用する方法以外に、図１３Ａ〜図１３Ｃに示す変形形態のような他の変形形態では、冷却シースを用いることができ、図１３Ａ〜図１３Ｃは、冷却シース組立体３１０の端面図、側面断面図、および斜視図をそれぞれ示している。シース組立体３１０は通常、主管状部材３１２を備えることができ、該主管状部材３１２が、それを通るアンテナ用管腔３１６を画定する。上に述べたように、管状部材３１２は、高分子材料またはプラスチック材料で製造することができ、アンテナ用管腔３１６内に配置されるマイクロ波アンテナのシャフトを収容するのに十分な直径を画定するのが好ましい。さらに、管状部材３１２は、少なくとも部分的に金属材料で形成してもよく（好ましくは放射部の近位に）、部材３１２をセラミック材料で形成してもよい。管状部材３１２は、熱伝達を促進するために、アンテナを内部に配置したときにマイクロ波アンテナの外側表面に直接接触するかまたは密接に接触することができるだけの十分な幅を有するのが好ましい。管状部材３１２は、管状部材３１２がマイクロ波アンテナの外側表面に順応して密接な熱的接触を確保することを可能にする材料、例えば吸熱高分子で形成することもできる。代替的に、例えばゲルまたは流体などの熱伝導性および順応性を有する材料を、存在する場合、アンテナ用管腔３１６と管状部材３１２の内壁との間の空間内に注入もしくは配置し、これら２つの間の安定した熱的接触を確保してもよい。
【００４７】
図１３Ａに見られるような同軸に配置された流体管３１４は、図１３Ｂの断面図に見られるように、管状部材３１２の周りに配置して流体チャネル３２２を形成することができる。流体管３１４は、その内部に含まれた流体が管状部材３１２の外側表面を包むかまたは取り囲むように、共通のチャネルとして形成することができる。流体管３１４は、所望の冷却効果に応じて、管状部材３１２の大部分を取り囲むかまたはその一部分のみを取り囲むように長さを変えることもできる。流入管３１８は、熱伝達を促進するために、流入管３１８の遠位端が流体管３１４の遠位端近傍または該遠位端に配置され、一方で流出管３２０の遠位端を流体管３１４の近位端近傍もしくは該近位端に配置することができるように流体チャネル３２２内に配置することができる。流体管３１４は、管状部材３１２と一体に製造することができるが、流体管３１４は、管状部材３１２と異なる材料で製造し、任意の機械的固定方法のうちの１つによって取り付けることもできる。流体管３１４の遠位端と管状部材３１２の遠位端とは結合することができ、流体管３１４の近位端は、管状部材３１２の近位端または管状部材３１２の近位端の遠位側外側表面に沿った所定の位置において、取り付け、接続、または一体形成することができる。従って、流体チャネル３２２は、共通の円周方向流体チャネルとして形成することができる。冷却シース組立体３１０をマイクロ波アンテナのシャフト部分の上にのみ配置する場合、組立体３１０は、ステンレススチールなどの金属材料で製造することができる。代替的に、組立体３１０をアンテナの放射部の上にも配置するように構成する場合、組立体３１０全体、または少なくとも組立体３１０のうちのアンテナを覆う部分は、上に述べた高分子材料もしくはプラスチック材料で製造するのが好ましい。組立体３１０を患者の体内に挿入する際の周囲組織への損傷を防止するために、組立体３１０の遠位端は、先細または組織を損傷しない端部３２４に形成することができる。
【００４８】
図１４Ａに、直線状プローブマイクロ波アンテナと共に用いることのできる一変形形態３３０における冷却シース組立体の側面図を示す。この変形形態に示すように、組立体３３０は、１本のアンテナシャフト３４４の上に配置するための冷却シース３３２を備えることができる。この変形形態では放射部３４２は被覆されないが、放射部３４２を全体的に覆う代替的シース設計も採用することができる。組立体３３０は、ハブ３３４も備えることができ、それを通して流入管３３８および流出管３４０がシース３３２と流体連通することができ、冷却流体の循環が可能となる。任意選択的な調節可能な固定部材、例えば締め付けノブ３３６を、ハブ３３４上に、またはシース３３２上に直接備えることができ、図に示す矢印の方向にノブ３３４を締め付けることにより、シース３３２がアンテナシャフト３４４に対して相対的に移動するのを防止することができる。ノブ３３６は、締め付けを解除することもでき、アンテナを覆うシース３３２の除去または調節を可能としている。締め付けノブ３３６は、回転可能な固定機構、例えば締め付けネジとして示されているが、当業者で知られた他の締め付け方法をアンテナシャフト３４４へのシース３３２の固定用に用いてもよい。
【００４９】
図１４Ｂに、図１４Ａの冷却シース組立体の別の変形形態３５０の側面図を示しており、該変形形態では、シース３３２は、ループ状放射部３５４を有するマイクロ波アンテナのシャフト３５６の上に配置することができる。変形形態３５０では、シース３３２は、シャフトの遠位端３５２までのシャフト３５６部分が覆われるようにシャフト３５６の上に配置することができる。この変形形態では、放射部３５４は覆われないままとすることができる。図１４Ｃに、放射ループ状アンテナ部分を冷却するように構成されたループ状マイクロ波アンテナと共に用いられるさらに別の変形形態３６０における冷却シース組立体を示す。この変形形態では、シース３３２は、先に図１２Ａおよび図１２Ｂに示して説明した内部に一体化された冷却管腔を有するように構成された内部導体を有するループ状マイクロ波アンテナと共に用いることができる。代替的に、また図１４Ｃに示すように、別個の冷却バルーンまたは冷却シース３６２を、放射部３５４を取り囲むように形成してもよい。
【００５０】
バルーンまたはシース３６２は、上に本明細書に組み込まれた米国特許出願第１０／２７２、３１４号にさらに詳細に記載されている。通常、バルーンまたはシース３６２は、マイクロ波アンテナの湾曲した放射部３５４の上に配置することができる。シース３３２を通りかつ／または組織内へのアンテナの配備中、バルーンまたはシース３６２は収縮した状態とすることができるが、ひとたび湾曲したアンテナ３５４が所望どおりに配置されれば、バルーン３６２には、それが十分に膨張するまで、冷却流体、例えば冷生理食塩水、水等を充填することができる。バルーン３６２の大きさは、アンテナが挿入される組織の種類のみならず、所望の放射効果（インピーダンス整合のため）、放射部３５４の長さに応じて変えることができる。さらに、冷却流体は、バルーン３６２内で静的に維持してもよく、上に述べた方法で循環させてもよい。
【００５１】
マイクロ波アンテナを冷却しかつ／または加熱したアンテナのフィードラインもしくはシャフトによる不必要な組織損傷を防止するための別の代替的形態を図１５に示す。図示の変形形態は、シャフト３７２のある長さを覆って配置された膨張可能なバルーン３７４を有するマイクロ波アンテナシャフトまたはフィードライン３７２を一般に備えることのできる受動冷却バルーン組立体３７０である。図１５は、マイクロ波アンテナを覆って膨張した形状のバルーン３７４を示している。生理食塩水、水、空気、窒素等のような液体またはガス（もしくは両方の組み合わせ）で膨張させることができるバルーン部材３７４は、任意の種々の取り付け方法、例えば接着剤、圧着等により、マイクロ波アンテナシャフト３７２に沿って、近位取り付け領域３７６および遠位取り付け領域３７８に取り付けることができる。代替的に、別個の膨張可能なバルーンをアンテナシャフト３７２の上に単に配置し、マイクロ波アンテナに取り付けずにおくこともできる。バルーン３７４は、シャフト３７２に沿って存在し、シャフト３７２の、患者の体内に挿入されたときに組織と接触するかもしれない部分を覆うことができる。遠位取り付け領域３７８は、は、放射部３８０全体がバルーン３７４で覆われないように、アンテナの放射部３８０の近位に配置することができる。一方、遠位取り付け領域３７８は、放射部３８０の一部分または大部分が少なくとも部分的にバルーン３７４によって覆われるように、アンテナの遠位先端部近傍もしくはアンテナの遠位先端部に配置することができる。
【００５２】
使用に際しては、患者の皮膚を通じて経皮的にまたは腹腔鏡的にマイクロ波アンテナを前進させ、アンテナの放射部３８０を、腫瘍３８４の近傍もしくはそれに隣接して配置することができる。バルーン３７４は、皮膚３８２を通じた挿入中は収縮形状であるのが好ましいが、状況に応じ、皮膚３８２を通じた挿入の前またはその間に、代替的にバルーン３７４を膨張させてもよい。ひとたび放射部３８０が患者の体内に所望どおりに配置されれば、アンテナによるマイクロ波エネルギー伝達の前またはその間に、流入管を介してバルーン３７４を膨張させることができる。バルーン３７４の膨張によってシャフト３７２を取り囲む組織３８６を広げることができ、シャフト３７２との接触から離れるように組織３８６を促すことができる。放射部３８０は、マイクロ波焼灼治療を行うために、腫瘍３８４と直接接触したままであることができる。バルーン３７４によって組織３８６を移動させ、アンテナシャフト３７２との直接的接触から離脱させることは、組織３８６が過熱または焼灼されるのを防止することに役立つ。
【００５３】
代替的なマルチバルーン組立体３９０を、図１６に側面図で示す。マイクロ波アンテナ組立体３９０は、そのシャフトに沿っていくつかの、すなわち、２つまたはそれ以上の領域に分割することができる。例えば、第１のアンテナ領域３９２、第２のアンテナ領域３９４、および第３のアンテナ領域３９６は各々、各領域の上にそれぞれの第１のバルーン４００、第２のバルーン４０２、および第３のバルーン４０４を有することができ、これにより各バルーン４００、４０２、４０４が、シャフトの外側表面に沿って互いに隣接する。各バルーン４００、４０２、４０４は、上に述べた任意の取り付け方法のうちの１つによって、コネクタハブ４１４の遠位のマイクロ波アンテナの第１、第２、第３および第４の取り付け領域４０６、４０８、４１０、４１２にそれぞれ取り付けることができる。１つのバルーンを放射部３９８の上に配置してもよく、図に示すように、放射部３９８を露出したままにしておいてもよい。この例におけるバルーンの数は単に例示的なものであり、所望の形状および冷却結果に応じて、より少ないまたはより多い数のバルーンを用いることができる。さらに、全てのバルーン４００、４０２、４０４を同時に膨張させることができるように、各バルーン４００、４０２、４０４は、順次互いと流体連通することができる。代替的に、所望の冷却結果に応じて、１つのバルーンまたはバルーンの組み合わせを膨張させることができ、一方で他のバルーンを膨張されない状態に保持することができるように、各バルーン４００、４０２、４０４を個々に膨張可能とすることもできる。さらに、各バルーンは、上に述べたように、生理食塩水、水、空気、窒素等のような液体またはガス（もしくは両方の組み合わせ）によって膨張可能とすることができる。さらには、図には直線状マイクロ波アンテナプローブを示しているが、これは例示として意図されており、代替的に、湾曲した放射部を有するマイクロ波アンテナも用いることができる。
【００５４】
膨張可能なバルーンの利用のほかに、代替的冷却方法および装置は、図１７の分解組立体４２０に示すように、受動冷却シースを備えることができる。組立体４２０は、放射部４２４、この例では湾曲した放射部４２４を有するマイクロ波アンテナ４２２を備えることができる。管状冷却パック４２６は、アンテナ４２２のシャフトを中に配置することのできる管腔４２８を画定することができる。アンテナ４２２および冷却パック４２６の両方を、ハンドル４３０内に画定されたハンドル用管腔４３４内に配置することができる。任意選択的な絶縁層４３２、例えば発泡体、ゴム等を、ハンドル用管腔４３４の内側表面上の冷却パック４２６とハンドル４３０との間に配置することができる。冷却パック４２６は単に、マイクロ波アンテナと共に用いる前に冷却することができ、好ましくは生体適合性を有する冷却または氷結された水もしくは生理食塩水、あるいは別の流体のプラスチック製または高分子製の管状容器とすることができる。代替的に、冷却パック４２６は、吸熱反応結果およびアンテナ４２２の冷却を達成することができるように、混合することのできるゲルまたは化学物質（例えば、水、尿素、および塩化アンモニウムの混合物、代替的に塩化カリウムまたは硝酸ナトリウムと水の混合物等）を含むこともできる。さらに、冷却パック４２６は、良好な熱的接触を確保するために、アンテナ４２２のシャフトと密接に接触するように構成することができる。ハンドル４３０は、種々の材料、例えば高分子、プラスチック等で成形することができ、また単なる管状のハンドルとして構成することもできる。代替的に、ユーザがよりよく操作することができるように、それを人間工学的に成形することもできる。ハンドル用管腔４３４は、冷却パック４２６の挿入を可能とするのにちょうど十分な幅を有し、これによりこれら２つの間に熱的接触が生じることができるのが好ましい。冷却組立体４２０は、組立体全体が全部一緒に組織内に挿入されるように、アンテナ４２２と共に用いる前に組み立ててもよく、代替的に、組織焼灼中に組織内で組み立ててもよい。
【００５５】
別の変形形態を、図１８の順応可能な冷却シース組立体４４０の側面図に見ることができる。マイクロ波アンテナのアンテナシャフトまたはフィードライン４４２は、順応可能な冷却シース４４０を通して画定されたハンドル用管腔４５０を通じて挿入することができる。冷却シース４４０は、近位ハンドル部分４４４と順応可能な部分４４６とを備えることができ、該順応可能な部分４４６は、アンテナシャフト４４２が挿入されている領域を取り囲む皮膚表面４５２の上に広がってそれを冷却するように構成することができる。近位ハンドル部分４４４は、その形状を維持するように適合させることのできる高分子材料またはプラスチック材料からなることができ、一方で、順応可能な部分４４６は、広がって接触面４４８上の皮膚表面４５２に順応するように適合された高分子材料からなることができる。順応可能なシース組立体４４０には、上に述べた液体、ガス、および／または化学物質の混合物のうちの任意の１つを充填することができる。
【００５６】
代替的冷却シースを、図２０Ａ〜図２１Ｃにさらに示す。比較の目的で、冷却シース４６０の側面断面図および端面図をそれぞれ、図１９Ａならびに図１９Ｂに示す。図に示すように、上に述べたような簡素な冷却シース４６０は、それを貫通するアンテナ用管腔４６２を画定することができる。図２０Ａおよび図２０Ｂに、冷却シース４７０の側面断面図ならびに端面図を示す。アンテナ用管腔４７４は、シース４７０の全長を通して画定することができる。内部管腔を少なくとも２つの別個の体積に分割するために、シース４７０の全長を通じて障壁４７２画定することができる。第１の画定体積４７６は、第１の化学物質または液体（例えば水、生理食塩水等）を保持することができ、第２の画定体積４７８は、第２の化学物質もしくは液体（塩化アンモニウム、硝酸ナトリウム、または塩化カリウム等）を保持することができる。冷却効果が所望される場合、シース４７０をわずかに曲げることができ、これによりシース４７０内で障壁４７２を破壊または破砕して第１の体積４７６および第２の体積４７８からの化学物質間の混合を可能にし、吸熱反応を生じさせることができる。
【００５７】
別の代替的形態を、摺動可能なシース組立体４８０の図２１Ａおよび図２１Ｂの側面断面図ならびに図２１Ｃの端面図に見ることができる。図２１Ａに示すように、シース組立体４８０は、第１の化学物質または液体を保持するための第１の体積４９２を画定する内管４８４と、第２の化学物質または液体を保持するための第２の体積４９４を画定する同軸の外管４８２とを備えることができる。それらのそれぞれの体積に含まれる第１の化学物質および／または第２の化学物質は、上に述べた化学物質ならびに／もしくは液体のいずれかを含むことができる。外管４８２は、その内側表面の上に複数の開口部４８８を画定することができ、内管４８４も、その外側表面の上に複数の開口部４９０を画定することができる。図２１Ａに示すように、開口部４８８、４９０は、内管４８４および外管４８２が互いに対して第１のずれた配置にある際にそれらのそれぞれの開口部がふさがれるようにそれらのそれぞれの管の各々内に画定することができる。しかしながら、図２１Ｂおよび図２１Ｃに示すように、内管４８４ならびに外管４８２は、第２の位置合わせした配置へと互いに相対的に長手方向におよび／または回転して移動することができ、これにより開口部４８８、４９０を互いに位置合わせすることができ、それぞれの化学物質を混合してアンテナ用管腔４８６内で冷却効果を生じさせることが可能となる。これらの変形形態は例示として意図されており、開口部の数または開口部を位置合わせして種々の化学物質もしくは液体の混合を可能にする方法に関するあらゆる変形形態が本発明の範囲内にあると意図されている。
【００５８】
冷却用のシースまたは管をマイクロ波アンテナシャフトと一体化するかまたはその内部に一体化することのできる代替的変形形態を、以下の図２２Ａ〜図２２Ｄに示す。図２２Ａに、外管５０８をマイクロ波アンテナの一体部分として形成することのできるマイクロ波アンテナシャフト組立体５００の一部分の斜視図を示す。このアンテナは、部分的に、内部導体５０４を同軸に取り囲む外部導体５０２を備え、それらの間に誘電体５０６が配置されているものとして示されている。上に述べたように、金属材料、例えばステンレススチール材料または高分子材料からなることのできる外管５０８は、マイクロ波アンテナの全長、もしくは少なくとも部分的な長さを取り囲むことができる。外管５０８は、外部導体５０２との間に冷却管腔５１０を画定することができ、冷却流体をポンプでそれに流してもよく、単に充填してもよい。
【００５９】
図２２Ｂに、図２２Ａの組立体５００におけるように外管５２２がマイクロ波アンテナを取り囲むことができる別の冷却管の変形形態５２０を示す。しかしながら、管５２２は、障壁または仕切り５２４を含むことができ、該障壁または仕切りが、冷却管腔を少なくとも第１の管腔５２６および第２の管腔５２８に分離し、これらがそれぞれ、冷却流体を貫流させるための流入管腔ならびに流出管腔として機能することができる。仕切り５２４は、外部導体５０２および／または外管５２２と同一または類似の材料で形成することができる。図２２Ｃに、さらに別の変形形態５３０をしており、該変形形態５３０では、外管５３２がいくつかの長手方向に形成された仕切り５３４、５３６、５３８、５４０、および５４２を備え、外部導体５０２と外管５３２の間の空間にいくつかの対応する冷却管腔５４４、５４６、５４８、５５０、ならびに５５２を作り出すことができる。冷却管腔は、所望の冷却結果に応じて、流入管腔または流出管腔もしくはそれらの種々の組み合わせとして用いることができる。仕切りおよび冷却管腔の数は、形成することのできる種々の組み合わせならびに数の例示に過ぎないことが意図されている。
【００６０】
図２２Ｄに、さらに別の変形形態５６０を示しており、該変形形態５６０では、冷却管腔は、一般に誘電体が配置される内部導体５０２と外部導体５０４の間の空間内に形成することができる。この変形形態では、長手方向に画定された仕切り５６４、５６６、５６８、５７０、および５７２は、非伝導性材料、例えば高分子で形成することができ、空間をいくつかの対応する冷却管腔５７４、５７６、５７８、５８０、および５８２に分割する。任意選択的な冷却管５６２を用い、外部導体５０２の上に配置してもよい。上のように、冷却管腔は、所望の冷却効果に応じて、流入管腔または流出管腔もしくはそれらの種々の組み合わせとして用いることができる。さらに、仕切りおよび冷却管腔の数は、単に例示として意図されており、範囲を限定するものではない。
【００６１】
マイクロ波アンテナの特定の変形形態では、電気チョークを用いてアンテナ組立体のエネルギー収束を向上させることができる。電気チョークおよびその使用法は、上に引用により本明細書に組み込まれている米国特許出願第１０／０５２、８４８号ならびに第１０／２７２、０５８号にさらに詳細に記載されている。通常、チョークは、アンテナ上の放射部分の近位に配置することができる。チョークは、アンテナの上に配置することのできる誘電体の上に配置するのが好ましい。チョークは、導電層とするのが好ましく、管または被膜でさらに覆うことができる。誘電体５９６が間に配置された内部導体５９２および外部導体５９４を有する三軸アンテナ５９０の断面図を、図２３Ａに見ることができる。チョーク層５９８が外部導体５９４の上に形成されているのを見ることができ、誘電体６００が、２つの層間に配置されている。図２３Ｂに、冷却チョークの変形形態６１０を示しており、該変形形態６１０では、いくつかの長手方向に画定されれた仕切り６１２、６１４、６１６、６１８、および６２０は、いくつかの対応する冷却管腔６２２、６２４、６２６、および６３０を形成することができる。仕切りは、非導電性材料、例えば高分子で形成することができ、冷却管腔は、所望の冷却効果に応じて、流入管腔または流出管腔もしくはそれらの種々の組み合わせとして用いることができる。
【００６２】
上に述べたように、冷却シースまたは冷却ジャケットは、マイクロ波アンテナの所与の長さに対して必要な冷却に適合するように変えるかまたは調整することができる。一般的なマイクロ波アンテナは通常、そのシャフトの全長に沿って少なくとも３つの異なる領域に分割することができる。例えば、図２４では、第１の領域６２４、第２の領域６４４、および第３の領域６４６に分割されたマイクロ波アンテナ６４０の側面図を見ることができる。第１の領域６４２は通常、放射アンテナまたはマイクロ波焼灼中の能動的加熱の領域を備えることができる。周囲組織が炭化するのを防止することにって最適なエネルギー送達を維持するためには、この領域６４２を冷却することがおそらく望ましく、それが結果として有効波長を変化させるかもしれない。第２の領域６４４は通常、アンテナ６４０の、焼灼対象の腫瘍または損傷部を取り囲む組織と接触する部分となる。この領域６４４は一般に、第１の領域６４２からのオーム加熱およびいくらかの伝導加温によって熱くなる。挿入路の凝固が望ましい可能性のある特定の組織部位において第２の領域６４４を加熱することができるのは、おそらく望ましいであろう。しかしながら、周囲の敏感な組織構造を熱損傷から保護するためには、他の用途ではこの領域６４４を冷却することもおそらく望ましいであろう。最後に、第３の領域４６４は通常、アンテナ６４０の、患者の皮膚と接触する部分である。この領域６４６は一般に、オーム加熱のために熱くなり、経皮的手技または腹腔鏡的手技に用いる場合には、この領域を冷たく保って皮膚表面への熱損傷を防止することが通常望ましい。損傷部が組織の深部に位置する場合の使用のような他の手技においては、領域６４６を加熱させ、挿入路の凝固を可能とするのがおそらく望ましいであろう。
【００６３】
従って、図２５に示す変形形態ような多領域冷却組立体６５０を用いて、マイクロ波アンテナの全長に沿って任意選択的に多数の領域を冷却する利点を活用することができる。冷却ジャケット６５２は、マイクロ波アンテナの長さを取り囲むことができ、組織内への挿入のための滑らかな外側表面を形成することができる。冷却ジャケット６５２の内部は、遠位の第１の冷却領域６５４、第２の冷却領域６５６、および近位の第３の冷却領域６５８を画定することができる。これらの冷却領域６５４、６５６、６５８は、アンテナ６６０の種々の領域に対応しかつそれらを包囲することができ、例えば、第１の領域６６２は、第１の冷却領域６５４内に配置することができ、第２の領域６６４は、第１の冷却領域６５６内に配置することができ、第３の領域６６６は、第３の冷却領域６５８内に配置することができる。冷却領域６５４、６５６、６５８の各々は、アンテナ６６０を冷却ジャケット６５２内に配置する際にゴムまたは高分子などの電気絶縁用ガスケットによって互いに区分し、隣接する冷却領域間の流体連通を防止することができる。例えば、第１の仕切り６８０は、第１の冷却領域６５４と第２の冷却領域６５６とを分離することができ、第２の仕切り６８２は、第２の冷却領域６５６と第３の冷却領域６５８とを分離することができ、第３の仕切り６８４は、冷却ジャケット６５２の残部から第３の冷却領域６５８を分離することができる。
【００６４】
従って、所望の冷却特性に応じて、各個々の冷却領域を隣接する冷却領域と異なる冷却速度に維持することができる。差別的冷却領域を維持するには、本明細書に記載する種々の冷却方法のいずれを用いてもよく、特に、各冷却領域が、それ自体の流体流入管および流体流出管を用いることができる。例えば、図に示すように、第１の冷却領域６５４は、第１の流入管６６８および第１の流出管６７０を有することができ、第２の冷却領域６５６は、第２の流入管６７２ならびに第２の流出管６７４を有することができ、第３の冷却領域６５８は、第３の流入管６７６および第３の流出管６７８を有することができる。各対の流入管および流出管は、ポンプを分割するために接続してもよく、所望であれば、個々に制御されるバルブを有する共通のポンプにそれらを接続し、各冷却領域を異なる流速に維持してもよい。この例における冷却領域の数は、単に例示的なものに過ぎず、限定的とすることを意図されてはいない。
【００６５】
図２６Ａにさらに別の変形形態を示しており、該変形形態では、マイクロ波アンテナの伝導冷却を促進するために、内部導体の近位部分がヒートシンクとして機能するように内部導体の直径を修正することができる。多直径ケーブル組立体６９０は、第１の直径を有する近位部分６９４と、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する遠位部分６９６とを備えることができる。２つの部分６９４、６９６は、先細の部分６９８を介して結合することができる。内部導体組立体６９２は、外部導体７００で取り囲むことができ、該外部導体７００も、直径、例えば０．１４１インチを有する第１の部分から第１の部分よりも小さい直径、例えば０．０７０インチを有する第２の部分へと下方に同様に先細とし、組織内への挿入を促進することができる。この２段直径内部導体組立体は、組織内へのアンテナ部分の挿入性を向上させることができるのみならず、近位部分６９４がヒートシンクとして機能して放射部から近位方向に熱を伝導して逃がすのに役立つことを可能にすることもできる。さらに、より大きいケーブルを有することは、電力処理能力を向上させるのに役立ち、そのことがひいては、健常組織に有害となる可能性のある高温生成の減少を促進するのに役立つ。先細の部分６９８は、例えば２つの部分６９４、６９６を共にはんだ付けすることによって作り出すことができる。
【００６６】
図２６Ｂおよび図２６Ｃに、内部導体用に用いることができる任意選択的な遷移直径の側面断面図を示す。図２６Ｂに示すように、第１の部分１０２は、例えば０．１４１インチの標準的直径を有することができ、一方で第２の遠位部分７０４は、例えば０．０７０インチの直径を有する部分まで下方に遷移することができる。図２６Ｃに、第１の部分１０２が例えば０．０８５インチの直径を有する第２の遠位部分７０６まで下方に遷移することのできる別の例を示す。他の変形形態は、他の直径を用いることができ、これらの例は、例示の目的でのみ示すものである。
【００６７】
上に述べた冷却変形形態のうちのいくつかの冷却能力の一例を図２７および図２８の対応するグラフに示す。図２７は、冷却されないマイクロ波アンテナに発生する可能性のある経時発熱のグラフ７１０を示している。温度測定値は、約０．０４７インチの直径を有するマイクロ波アンテナの中間部分に沿って取られたものである。６０Ｗの電力では、測定温度は、９秒より短い時間で約１００°に達する。図２８は、上に記載した図１３Ａ〜図１３Ｃに示すような冷却シースを用いた同一のマイクロ波アンテナの冷却能力のグラフを示している。電力を最初はオフにし、温度測定値は、マイクロ波アンテナ上で測定値が取られたのと同じ位置の上方の冷却シース表面上で取られた。勾配７２２は、冷却流体がポンプでシースに通されていない場合の６０Ｗの電力でのアンテナの発熱を示す。勾配７２４は、冷却流体をシースを通して循環させた場合を示す。測定値は、アンテナの温度が冷却流体を循環させたときから６〜８秒以内に通常レベルに戻ることを示した。次いで冷却流体が止められ、温度上昇７２６をここでもまた見ることができる。勾配７２８は、流体がシース内で循環再開された場合を再度示している。
【００６８】
本発明を説明し、本発明の特定の例を描写してきた。それらの特定の形態の使用は、本発明を多少なりとも限定することを意図されてはいない。上に開示した種々の例間での特徴の組み合わせを互いに他の変形形態において用いることができることも企図される。さらに、本発明の変形形態が存在する範囲で、それらは本開示の精神の範囲内にあり、またさらに、特許請求の範囲に見出される本発明と等価のものが存在する範囲で、本特許がそれらの変形形態をも包含することが意図されている。
【符号の説明】
【００６９】
１０    マイクロ波アンテナ組立体
１２    放射部
１４    フィードライン
１６    ケーブル
１８    コネクタ
２２    放射部の遠位部分
２４    近位部分
２８    先端
３０    電力発生源
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２７】
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【図２８】
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