(57)【要約】本開示に従って、焼灼手技中に、標的体積の組織にエネルギーを送達するように構成されたマイクロ波焼灼プローブと、焼灼手技中の複数の時点で標的体積の組織の温度を判定するように構成された少なくとも１つの温度センサと、マイクロ波焼灼プローブ及び少なくとも１つの温度センサに動作可能に連結されたコンピューティングデバイスとを含むマイクロ波焼灼システムが提供される。コンピューティングデバイスは、プロセッサ、及び命令を記憶するメモリを含み、命令は、コンピューティングデバイスに、標的体積の組織に対応する温度蓄積プロファイルをロードすること、及び焼灼手技中に、標的体積の組織の温度が温度蓄積プロファイルに追従するように、それらの時点の各々で標的体積の組織の温度に従って、マイクロ波焼灼プローブを動的に制御することを行わせる。
2019515745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波焼灼システムであって、
焼灼手技中に、標的体積の組織にエネルギーを送達するように構成されたマイクロ波焼灼プローブと、
前記焼灼手技中の複数の時点で前記標的体積の組織の温度を判定するように構成された少なくとも１つの温度センサと、
前記マイクロ波焼灼プローブ及び前記少なくとも１つの温度センサに動作可能に連結されたコンピューティングデバイスと、を備え、
前記コンピューティングデバイスが、プロセッサ、及び命令を記憶するメモリを含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記コンピューティングデバイスに、
前記標的体積の組織に対応する温度蓄積プロファイルをロードすること、及び
前記焼灼手技中に、前記標的体積の組織の前記温度が前記温度蓄積プロファイルに追従するように、前記時点の各々で前記標的体積の組織の前記温度に従って前記マイクロ波焼灼プローブの少なくとも１つの設定を動的に制御すること、を行わせる、システム。
【請求項２】
前記ロードされた温度蓄積プロファイルが、様々な異なる組織特性に対応する複数の異なる温度蓄積プロファイルから選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの温度センサが、複数の温度センサを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つが、前記マイクロ波焼灼プローブ上に配設されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つが、遠隔温度プローブである、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記マイクロ波焼灼プローブの前記少なくとも１つの設定が、前記マイクロ波焼灼プローブからのエネルギー出力、前記マイクロ波焼灼プローブの冷却、又は前記マイクロ波焼灼プローブをオンオフサイクリングすることのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記コンピューティングデバイスが、前記時点の各々における前記標的体積の組織の前記温度を前記焼灼手技の経過時間に相関させるように構成されたタイマを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記コンピューティングデバイスが、アレニウスの式に基づいて、前記マイクロ波焼灼プローブの前記少なくとも１つの設定を動的に制御する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
リアルタイム超音波画像を生成するように構成された超音波撮像器を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、焼灼治療手技を計画及び遂行するためのシステム及び方法に関し、より具体的には、マイクロ波焼灼手技中に、組織に適切な熱用量を適用することを容易にするシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある特定の疾患の治療には、悪性組織増殖、例えば腫瘍の破壊が必要となる。電磁放射線を使用して、腫瘍細胞を加熱し、破壊することができる。治療は、癌性腫瘍が特定された組織の中に又は組織に隣接して焼灼プローブを挿入することを伴い得る。一旦プローブが位置決めされると、電磁エネルギーがプローブを通過して周囲の組織の中に送られ、組織を処理、例えば、加熱、焼灼、及び／又は凝固させる。
【０００３】
処理される組織の体積は、その組織（又は隣接する組織）が熱を吸収する能力と同様、様々であることが多い。効果的な治療のために、組織の加熱は、ある特定の温度範囲内で行われるべきである。温度が高すぎると、隣接する健康な組織が損傷する場合がある。温度が低すぎると、癌性組織に対する治療が有効でない場合がある。結果として、焼灼装置と共にセンサを使用して、組織温度を監視することが一般的である。既存のシステムでは、温度が患者にとって有害であり得るある特定の閾値に到達すると、焼灼装置は自動的に停止する。
【０００４】
しかしながら、この様式で温度を監視することは、いかにエネルギーが体内に経時的に吸収されるかを考慮していない。例えば、温度閾値未満に設定された焼灼装置では、その温度に患者が長期にわたって曝されると、患者は健康な組織への不可逆的な組織損傷を被る場合がある。治療の持続時間及び温度が典型的には手動で入力されるので、ユーザエラーも生じる場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の態様に従って、焼灼手技中に、標的体積の組織にエネルギーを送達するように構成されたマイクロ波焼灼プローブと、焼灼手技中の複数の時点で標的体積の組織の温度を判定するように構成された少なくとも１つの温度センサと、マイクロ波焼灼プローブ及び少なくとも１つの温度センサに動作可能に連結されたコンピューティングデバイスとを含むマイクロ波焼灼システムが提供される。コンピューティングデバイスは、プロセッサ、及び命令を記憶するメモリを含み、命令は、プロセッサによって実行されると、コンピューティングデバイスに、標的体積の組織に対応する温度蓄積プロファイルをロードすること、及び焼灼手技中に、標的体積の組織の温度が温度蓄積プロファイルに追従するように、それらの時点の各々で標的体積の組織の温度に従って、マイクロ波焼灼プローブの少なくとも１つの設定を動的に制御することを行わせる。
【０００６】
本開示の一態様では、ロードされた温度蓄積プロファイルは、様々な異なる組織特性に対応する複数の異なる温度蓄積プロファイルから選択される。
【０００７】
本開示の別の態様は、少なくとも１つの温度センサは、複数の温度センサを含む。
【０００８】
本開示のまた別の態様では、複数の温度センサのうちの少なくとも１つは、マイクロ波焼灼プローブ上に配設されている。
【０００９】
本開示の更に別の態様では、複数の温度センサのうちの少なくとも１つは、遠隔温度プローブである。
【００１０】
本開示の更にまた別の態様では、マイクロ波焼灼プローブの少なくとも１つの設定は、マイクロ波焼灼プローブからのエネルギー出力、マイクロ波焼灼プローブの冷却、又はマイクロ波焼灼プローブをオンオフサイクリングすることのうちの少なくとも１つを含む。
【００１１】
本開示の別の態様では、コンピューティングデバイスは、それらの時点の各々における標的体積の組織の温度を焼灼手技の経過時間に相関させるように構成されたタイマを含む。
【００１２】
本開示のまた別の態様では、コンピューティングデバイスは、アレニウスの式に基づいて、マイクロ波焼灼プローブの少なくとも１つの設定を動的に制御する。
【００１３】
本開示の更に別の態様では、超音波撮像器は、リアルタイム超音波画像を生成するように構成されている。
【００１４】
本開示の別の態様に従って提供されるマイクロ波焼灼方法は、焼灼される標的体積の組織に対応する温度蓄積プロファイルを選択することと、標的体積の組織内にマイクロ波焼灼プローブを挿入することと、マイクロ波焼灼プローブを起動して、標的体積の組織にエネルギーを送達することによって焼灼手技を遂行することと、焼灼手技中の複数の時点で標的体積の組織の温度を判定することと、焼灼手技中に、標的体積の組織の温度が温度蓄積プロファイルに追従するように、それらの時点の各々で標的体積の組織の温度に従って、マイクロ波焼灼プローブの少なくとも１つの設定を、コンピューティングデバイスを使用して動的に制御することとを含む。
【００１５】
本開示の一態様では、温度蓄積プロファイルは、様々な異なる組織特性に対応する複数の異なる温度蓄積プロファイルから選択される。
【００１６】
本開示の別の態様では、マイクロ波焼灼プローブの少なくとも１つの設定は、マイクロ波焼灼プローブからのエネルギー出力、マイクロ波焼灼プローブの冷却、又はマイクロ波焼灼プローブをオンオフサイクリングすることのうちの少なくとも１つを含む。
【００１７】
本開示のまた別の態様では、コンピューティングデバイスは、アレニウスの式に基づいて、マイクロ波焼灼プローブの少なくとも１つの設定を動的に制御する。
【００１８】
本開示の更にまた別の態様では、焼灼手技中に、リアルタイム超音波画像を生成して、マイクロ波焼灼プローブを可視化する。
【００１９】
本開示の目的及び特徴は、本発明の説明が、以下の添付図面を参照して読み取られるとき、当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示によるマイクロ波焼灼の計画及び手技システムの概略図である。
【図２】本開示に従って、図１のマイクロ波焼灼の計画及び手技システムの一部を形成するコンピューティングデバイスの概略図である。
【図３】本開示によるマイクロ波焼灼治療の手技段階の例示的な方法を説明するフローチャートである。
【図４】本開示によるマイクロ波焼灼の計画及び手技システムのための治療計画の選択方法の一例を説明するフローチャートである。
【図５】本開示によるマイクロ波焼灼の計画及び手技システムのための温度蓄積プロファイルを説明するグラフである。
【図６】本開示によるマイクロ波焼灼の計画及び手技システムのための安全プロトコル方法の一例を説明するフローチャートである。
【図７】本開示によるマイクロ波焼灼治療の手技段階中のビューを提示するユーザインターフェースの説明である。
【図８】本開示によるマイクロ波焼灼治療の手技段階の焼灼ステップ中のビューを提示するユーザインターフェースの説明である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
温度蓄積プロファイルは、マイクロ波焼灼治療手技において、適切な熱用量を計画する及び／又は提供する際に有用であることが見出されている。温度蓄積プロファイルはまた、標的組織の焼灼中に、健康な組織への損傷を防止するのを助ける適切な安全対策を提供する際に有用である。これら、並びに本開示の他の態様及び特徴が、本明細書において以下に詳述される。
【００２２】
マイクロ波焼灼治療は、概して、２つの段階、（１）計画段階、及び（２）手技段階に分割され得る。マイクロ波焼灼治療の例示的な計画段階及び手技段階は、Ｂｈａｒａｄｗａｊらにより２０１５年８月１０に出願された「ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ  ＰＬＡＮＮＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ」と題した米国特許出願第１４／８２１，９１２号、Ｂｈａｒａｄｗａｊらにより２０１５年８月１０日に出願された「ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ  ＰＬＡＮＮＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ」と題した米国特許出願第１４／８２１，９５０号、Ｂｈａｒａｄｗａｊらにより２０１５年８月１１に出願された「ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ  ＰＬＡＮＮＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ」と題する国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ１５／４４６５９号、及びＧｉｒｏｔｔｏにより２０１５年４月３０日に出願された「ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＡＢＬＡＴＩＯＮ  ＰＬＡＮＮＩＮＧ  ＡＮＤ  ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ  ＳＹＳＴＥＭＳ」と題した仮特許出願第６２／１５４，９２９号に記載されており、それらの内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。マイクロ波焼灼の計画及び手技システムは、計画段階及び手技段階の両方を遂行するように構成されたユニタリシステムであり得るか、あるいはシステムは、様々な段階のための別個のデバイス及び／又はプログラムを含み得る。後者の例は、１つ以上の特化されたプログラムを有する第１のコンピューティングデバイスが計画段階中に使用され、１つ以上の特化されたプログラムを有する第２のコンピューティングデバイスが、手技段階中に使用される第１のコンピューティングデバイスからのデータをインポートする、システムであり得る。
【００２３】
ここで図１を参照すると、本開示の治療システム１０は、コンピューティングデバイス１００と、ディスプレイ１１０と、テーブル１２０と、焼灼プローブ１３０と、超音波センサ１４０とを含む。コンピューティングデバイス１００は、例えば、ラップトップコンピュータ、デスクトップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、又は他の同様のデバイスであり得る。コンピューティングデバイス１００は、電気外科的発生器、蠕動ポンプ、電源、並びに／又は治療システム１０に関係するか若しくはその一部を形成する任意の他の付属品及び周辺デバイスを制御するように構成され得る。ディスプレイ１１０は、マイクロ波焼灼手技の性能に関係する命令、画像、及び／又はメッセージを出力するように構成されている。テーブル１２０は、例えば、電磁（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ、ＥＭ）場発生器１２１を含む外科手技中の使用に好適な手術台又は他のテーブルであり得る。ＥＭ場発生器１２１は、マイクロ波焼灼手技中にＥＭ場を発生させるために使用され、患者の体内の外科用器具の位置を追跡するために使用されるＥＭ追跡システムの一部を形成する。かかるＥＭ追跡システムの一例は、カナダのオンタリオ州ウォータールーのＮｏｒｔｈｅｒｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｃ．によって販売されるＡＵＲＯＲＡ（商標）システムであり、ＥＭ場発生器１２１は、テーブル１２０の下に配置されるか又はその中に組み込まれる特別に設計されたパッドなどの様々な構成要素を含み得る。
【００２４】
焼灼プローブ１３０は、マイクロ波焼灼アンテナを有する外科用器具であり、これを使用して組織を焼灼する。本開示は、外科的環境内での治療システム１０の使用を説明するが、治療システム１０の構成要素の一部又は全部が、代替の設定、例えば、撮像ラボ及び／又はオフィスの設定で使用され得ることも想定されている。本開示が任意の他の好適な治療システムと共に利用されることも企図される。
【００２５】
ＥＭ追跡システムに加えて、外科用器具、例えば、焼灼プローブ１３０も、超音波撮像ワークステーション１５０を使用することによって可視化され得る。マイクロ波焼灼手技中に、超音波ワンドなどの超音波センサ１４０を使用して患者の体を撮像して、患者の体内の焼灼プローブ１３０の位置を可視化することができる。超音波センサ１４０は、超音波ワンド内に埋め込まれたか又は超音波ワンドに装着されたＥＭ追跡センサ、例えば、クリップ式のセンサ又はスティッカセンサを有し得る。超音波センサ１４０は、焼灼プローブ１３０が超音波画像平面に対して角度をなすように焼灼プローブ１３０に対して位置決めされ得、その結果、臨床医は、超音波画像平面及び撮像中の物体との焼灼プローブ１３０の空間関係を可視化することができる。更に、ＥＭ追跡システムは、また、超音波センサ１４０の位置を追跡し得る。一部の実施形態では、１つ以上の超音波センサ１４０が、患者の体の内側に配置され得る。次いで、ＥＭ追跡システムは、患者の体の内側のかかる超音波センサ１４０及び焼灼プローブ１３０の位置を追跡し得る。
【００２６】
他の電気外科的デバイス、外科用ステープラなど、様々な他の外科用器具又は外科用用具も、マイクロ波焼灼治療手技の遂行中に使用され得る。焼灼プローブ１３０は、癌性細胞を誘導又は死滅させるために、電磁放射又はマイクロ波エネルギーを使用して組織を加熱することによって病変又は腫瘍（以下「標的」と称する）を焼灼するために使用される。かかる焼灼プローブ１３０を含むシステムの構成及び使用は、Ｄｉｃｋｈａｎｓにより２０１５年８月１８日に出願された「ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＡＢＬＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１４／８２８，６８２号、Ｄｉｃｋｈａｎｓにより２０１５年８月２５日に出願された「ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＡＢＬＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１５／４６７２９号、Ｌａｄｔｋｏｗらにより２０１３年３月１５日に出願された「ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＡＢＬＡＴＩＯＮ  ＣＡＴＨＥＴＥＲ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＴＨＥ  ＳＡＭＥ」と題する米国特許出願第１３／８３６，２０３号、Ｂｒａｎｎａｎらにより２０１３年３月１５日に出願された「ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＥＮＥＲＧＹ−ＤＥＬＩＶＥＲＹ  ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１３／８３４，５８１号であり、それらの内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２７】
患者の体内の焼灼プローブ１３０の位置を外科手技中に追跡することができる。焼灼プローブ１３０の位置を追跡する例示的な方法は、ＥＭ追跡システムを使用することによるものであり、ＥＭ追跡システムは、焼灼プローブ１３０に装着又は組み込まれた追跡センサによって焼灼プローブ１３０の位置を追跡する。印刷型センサなど、様々なタイプのセンサを使用することができ、これらのセンサの構成及び使用は、Ｇｒｅｅｎｂｕｒｇらにより２０１５年１０月２２に出願された「ＭＥＤＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＳＥＮＳＯＲ  ＦＯＲ  ＵＳＥ  ＩＮ  Ａ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願第１４／９１９，９５０号、及びＧｒｅｅｎｂｕｒｇらにより２０１５年１０月３０日に出願された「ＭＥＤＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＳＥＮＳＯＲ  ＦＯＲ  ＵＳＥ  ＩＮ  Ａ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ」と題する国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１５／５８３２０号に記載されており、それらの内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。手技を開始する前に、臨床医は、追跡システムの正確性を検証することができる。
【００２８】
ここで図２に移り、コンピューティングデバイス１００のシステム図を示す。コンピューティングデバイス１００は、メモリ２０２、プロセッサ２０４、ディスプレイ２０６、ネットワークインターフェース２０８、入力デバイス２１０、及び／又は出力モジュール２１２を含み得る。メモリ２０２としては、プロセッサ２０４によって実行可能であり、コンピューティングデバイス１００の動作を制御するデータ及び／又はソフトウェアを記憶するための任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体が挙げられる。−プロセッサ２０４は、汎用プロセッサ、特定のグラフィックスプロセッシングタスクを遂行しつつ、他のタスクを遂行する汎用プロセッサを解放するように構成された特化されたグラフィックスプロセッシングユニット（ｇｒａｐｈｉｃｓ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ、ＧＰＵ）、及び／又は任意の数のかかるプロセッサ若しくはそれらの組み合わせであり得る。ディスプレイ２０６は、ディスプレイ２０６が入力デバイス及び出力デバイスの両方として機能することを可能にする、タッチ感応式及び／又は音声起動式であってもよい。代替的に、キーボード（図示せず）、マウス（図示せず）、又は他のデータ入力デバイスを用いることができる。
【００２９】
ネットワークインターフェース２０８は、有線ネットワーク及び／又は無線ネットワークからなるローカルエリアネットワーク（ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ、ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ｗｉｄｅ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ、ＷＡＮ）、無線携帯電話ネットワーク、ブルートゥース（登録商標）ネットワーク、及び／又は、インターネットなどのネットワークに接続するように構成され得る。例えば、コンピューティングデバイス１００は、外科焼灼の計画中に使用するために、サーバ、例えば、病院のサーバ、インターネットサーバ、又は他の類似のサーバから患者のコンピュータ断層撮影（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃ、ＣＴ）による画像データを受信し得る。患者のＣＴ画像データはまた、メモリ２０２を介してコンピューティングデバイス１００に提供されてもよい。コンピューティングデバイス１００は、そのソフトウェア、例えば、アプリケーション２１６への更新を、ネットワークインターフェース２０８を介して、受信し得る。コンピューティングデバイス１００はまた、ソフトウェアの更新が入手可能であるという通知をディスプレイ２０６上に表示し得る。入力デバイス２１０は、任意のデバイスであって、それによってユーザがコンピューティングデバイス１００、例えば、マウス、キーボード、フットペダル、タッチスクリーン、及び／又は音声インターフェースなどと相互作用し得る、任意のデバイスであり得る。出力モジュール２１２としては、例えば、パラレルポート、シリアルポート、ユニバーサルシリアルバス（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｓｅｒｉａｌ  ｂｕｓ、ＵＳＢ）、又は、当業者に知られている任意の他の同様の接続ポートなど任意の接続ポート又はバスを挙げ得る。
【００３０】
アプリケーション２１６は、メモリ２０２に記憶され、コンピューティングデバイス１００のプロセッサ２０４によって実行される１つ以上のソフトウェアプログラムであり得る。以下により詳細に記載されるように、計画段階中に、アプリケーション２１６は、一連のステップを通じて、ユーザが、手技段階中に後で使用するために、標的、標的のサイズ、治療ゾーンのサイズ、他の組織構造への近接度、治療のタイプ、治療の持続時間、及び／又は標的までのアクセス経路を特定するようにガイドする。
【００３１】
アプリケーション２１６は、コンピューティングデバイス１００上に直接設置されてもよいし、別のコンピュータ、例えば、中央サーバ上に設置されて、ネットワークインターフェース２０８を介してコンピューティングデバイス１００上で開かれてもよい。アプリケーション２１６は、ウェブベースのアプリケーションとして、又は当業者に既知の任意の他の形式で、コンピューティングデバイス１００上でネイティブに動作し得る。一部の実施形態では、アプリケーション２１６は、本開示に記載される特徴及び機能のすべてを有する単一のソフトウェアプログラムであるであろう。他の実施形態では、アプリケーション２１６は、これらの特徴及び機能の様々な部分を提供する２つ以上の別個のソフトウェアプログラムであり得る。例えば、アプリケーション２１６は、マイクロ波焼灼治療の計画段階中に使用するための１つのソフトウェアプログラム、及び手技段階中に使用するための第２のソフトウェアプログラムを含み得る。かかる事例では、アプリケーション２１６の部分を形成する様々なソフトウェアプログラムは、互いに通信し、及び／又はマイクロ波焼灼治療に関連する様々な設定及びパラメータをインポート及びエクスポートし、及び／又は患者が情報を共有することを可能にし得る。例えば、計画段階中に１つのソフトウェアプログラムによって生成された治療計画及びその構成要素のうちのいずれかを記憶し、手技段階中に第２のソフトウェアプログラムによって使用されるようにエクスポートすることができる。
【００３２】
アプリケーション２１６は、ユーザインターフェース２１８と通信し、これは、例えば、ディスプレイ２０６上でユーザに視覚対話型特徴を提示するため、及び例えば、ユーザ入力デバイスによるユーザ入力を受信するためのユーザインターフェースを生成する。例えば、ユーザインターフェース２１８は、グラフィカルユーザインターフェース（ｇｒａｐｈｉｃａｌ  ｕｓｅｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＧＵＩ）を生成し、ＧＵＩをユーザが見るためのディスプレイ２０６に出力し得る。
【００３３】
同様に図１を参照すると、コンピューティングデバイス１００がディスプレイ１１０にリンクされており、それに伴って、コンピューティングデバイス１００がディスプレイ１１０上の出力をディスプレイ２０６上の出力と共に制御することを可能にしている。コンピューティングデバイス１００は、ディスプレイ２０６上に表示された出力と同じ又は同様である出力を表示するようにディスプレイ１１０を制御し得る。例えば、ディスプレイ２０６上の出力をディスプレイ１００上にミラーリングすることができる。代替的に、コンピューティングデバイス１００は、ディスプレイ２０６上に表示された出力と異なる出力を表示するようにディスプレイ１１０を制御し得る。例えば、ディスプレイ１１０は、マイクロ波焼灼手技中にガイダンスの画像及び情報を表示するように制御され得るが、ディスプレイ２０６は、構成情報又はステータス情報などの他の出力を表示するように制御される。
【００３４】
ここで図３に移り、図１及び図２と共に、本開示に従ってマイクロ波焼灼手技を遂行するための例示的な方法を詳述する。ステップ３０２では、ユーザは、コンピューティングデバイス１００を使用して、アプリケーション２１６に治療計画４００（図４）をロードすることができる。治療計画４００（図４、以下でより詳細に記載）は、焼灼手技のための様々な治療計画、患者の体のモデル、及び／又は１つ以上の標的までの経路を含み得る。次いで、ステップ３０４では、アプリケーション２１６は、ユーザインターフェース２１８を介して、マイクロ波焼灼システムを設定及び構成するための命令を表示する。命令は、視覚及び／又は可聴であり得、適切対不適切なシステム構成のためのフィードバックを提供し得る。その後、ステップ３０６において、アプリケーション２１６は、計画段階で生成された標的までの経路と共に患者の体のモデルを表示する。焼灼プローブ１３０がナビゲートされている間、アプリケーション２１６は、ステップ３０８において、患者の体の内側の焼灼プローブ１３０の位置を追跡し、ステップ３１０において、患者の体のモデルの上に焼灼プローブ１３０の追跡された位置を表示する。アプリケーション２１６は、ステップ３１２において、焼灼プローブ１３０が標的までの経路に沿ってナビゲートされるにつれて、患者の体のモデル上の焼灼プローブ１３０の表示された位置を反復的に更新する。アプリケーション２１６又は臨床医は、焼灼プローブ１３０が標的に到達したことを検出すると、アプリケーション２１６は、ステップ３１４において、腫瘍を焼灼するために予め設定された設定に従って、標的を焼灼するための命令を表示する。
【００３５】
その後、ステップ３１６において、アプリケーション２１６は、計画された手技に基づいて、治療計画内に未だ処理されていない標的がこれ以上あるかどうかを判定する。判定が「はい」である場合、プロセスは、表示された経路が次の標的までの経路を反映するように更新されるステップ３０６に戻る。判定が「いいえ」である場合、アプリケーション２１６は、ステップ３１８において、患者の体から焼灼プローブ１３０を除去するための命令を表示する。焼灼手技中、各焼灼についての焼灼プローブ１３０の電力及び時間の設定に関連するデータ並びに温度データが絶えず記憶される。
【００３６】
図４を参照して、ステップ３０２の治療計画４００の選択を提供する。治療計画４００は、概して、標的の組織のタイプに基づく所与の焼灼手技に最も適した治療の選択、他の組織構造への標的の近接度、標的のサイズ、及び／又は患者などの標的の他の特性を含む。治療計画４００は、温度蓄積プロファイル４００Ａに従って、焼灼中に１つ以上の標的に対して熱用量を測定すること及び／又は変更することを含み得る。一実施形態では、治療計画４００は、コンピューティングデバイス１００のアプリケーション２１６にロード及び／若しくは組み込まれたソフトウェアプログラム（複数可）又はサブプログラム（複数可）であり得る。治療計画４００は、ユーザが所与の焼灼手技のために適切な治療計画４００を選択し得るように、メニュー及び／又はサブメニューを含み得る。より具体的には、治療計画４００の選択は、焼灼手技について計画及び調製するために、温度蓄積プロファイル４００Ａを選択することを含み得る。例えば、標的が患者の肝臓内に位置する場合、肝臓に関する温度蓄積プロファイル４００Ａをユーザは選択するであろう。標的が患者の腎臓内に位置する場合、腎臓に関する温度蓄積プロファイル４００Ａなどをユーザは選択するであろう。しかしながら、温度蓄積プロファイル４００Ａは、位置だけに基づいたカテゴリー化に限定されるものではなく、むしろ、温度蓄積プロファイル４００Ａは、標的組織の他の特性、焼灼ゾーンのサイズ、他の組織構造への標的の近接度、経時的にエネルギーに供されたときの標的及び隣接する組織構造の挙動、患者の特性などに従ってカテゴリー化又はサブカテゴリー化され得る。例えば、標的が患者の肝臓内に位置する場合、肝臓を選択した後に、ユーザは、すべてが肝臓組織の焼灼に適用可能であるが、他の特性に基づいて、更にカテゴリー化される、温度蓄積プロファイル４００Ａのリストを提示することができる。
【００３７】
様々な温度蓄積プロファイル４００Ａを判定するために使用されるデータは、実験による試験及び／又は予測的なモデル化によって収集され得、治療システム１０（図１）及び／又はユーザによって提供されるフィードバックに基づいて更新及び／又は精製され得、かつコンピューティングデバイス１００のメモリ２０２内の１つ以上のデータルックアップテーブルに又は任意の他の好適な方法で格納され得る。各温度蓄積プロファイル４００Ａは、隣接する健康な組織を損傷することなく、（温度蓄積プロファイル４００Ａが対応する）標的組織の効果的な焼灼をもたらす時間の関数として組織温度の変化を提供する。
【００３８】
例えば、アレニウスの式を、観測されたデータに基づいて温度蓄積プロファイル４００Ａを判定する際に使用することができる。より具体的には、アレニウスの式は、実験的細胞の生存性研究に基づいて、組織曝露時間と、組織温度と、組織傷害との間の一次指数関係を確立する。組織損傷は、アレニウスの式によって、Ω＝Ａ  ∫ｅ−Ｅａ／（ＲＴ）ｄｔとして記述され得、式中、Ωは、治療時間ｔ中の組織損傷であり、Ａは、アレニウス定数であり、Ｅａは、細胞のエネルギー活性化であり、Ｒは、一般気体定数であり、Ｔは、組織の温度である。組織傷害の積分は、曝露時間が増加するにつれて増加する。ある特定の組織がある程度の不均質性を有し得るが、例えば、肝臓、肺、及び腎臓など、焼灼手技で一般的に標的とされるいくつかの体組織に対して、アレニウスパラメータが判定されている。温度蓄積プロファイル４００Ａは、均質性であれ不均質性であれ、任意の好適なアルゴリズムを使用して、任意のタイプの組織又は組織の特性のセットに適合され得ることを理解されたい。
【００３９】
同様に図５を参照して、グラフ形式で例示的な温度蓄積プロファイル４００Ａを示す。図５の温度蓄積プロファイル４００Ａは、理解目的で示されるものであり、代表的又は限定するものではない。これらの温度蓄積プロファイル４００Ａによって見ることができるように、特定のプロファイルは、隣接する健康な組織を損傷することなく、（温度蓄積プロファイル４００Ａが対応する）標的組織の効果的な焼灼を達成するために、組織焼灼プロセス中、温度変化の異なる割合、変化の正負の割合の両方、及び／又は一定温度の期間を提供し得る。
【００４０】
隣接する健康な組織を損傷することなく、標的に効果的な熱用量を送達して、効果的に組織を焼灼するように温度蓄積プロファイル４００Ａのうちの１つを実装するために、焼灼プローブ１３０からのエネルギー出力を、例えば、プローブ１３０を加熱すること、プローブ１３０を冷却すること、プローブ１３０へのエネルギーの供給をオンオフサイクリングすること、プローブ１３０を停止することなどによって、経時的に変更することができる。以下に詳述されるように、温度データを絶えず監視及び提供する１つ以上の温度センサＴＳを使用して、温度蓄積プロファイル４００Ａのうちの１つを実装することを容易にすることができる。コンピューティングデバイス１００は、温度センサＴＳからのフィードバックを使用して、適切な効果、例えば、選択された温度蓄積プロファイル４００Ａを実装及び維持するために必要なエネルギー出力、加熱、冷却、オン／オフサイクルなどを、周期的に又は連続的に、繰り返し計算及び調節するアルゴリズムを更に組み込み得る。
【００４１】
ここで図６を参照すると、安全プロトコル６００は、ハードコーディングされたインターロックではなく、組み込まれたインターロックを提供するために、時間の関数としての温度フィードバックに従って、温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４）と一緒に又は別個に実装されてもよい。治療計画４００の温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４参照）は、プローブ１３０（図１）のエネルギー出力を加熱／冷却などで自動的に調節して、選択された治療計画４００に基づいて、焼灼手技の過程にわたって適切な熱用量を提供するために使用されるが、安全性プロトコル６００は、エネルギー出力を監視し、潜在的に組織を損傷する状況が検出されるとエネルギー出力を動的に調節するように構成されている。安全プロトコル６００は、アプリケーション２１６（図２）の一部であるユニタリプログラム（複数可）及び／又はサブプログラム（複数可）であり得る。
【００４２】
実施形態では、温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４Ａ）と同様に、安全プロトコル６００は、迅速に若しくは次第に加熱若しくは冷却することなどによって、エネルギー出力を自動的に増加若しくは減少させ、治療システム１０及び／若しくは焼灼プローブ１３０（図１参照）へのエネルギー出力を自動的に止め、並びに／又はエネルギー出力を自動的にオン／オフサイクルするように実装され得る。安全プロトコル６００は、健康な組織への損傷を潜在的にもたらすように判定された期間にわたってシステム１０が高い温度で動作することを防止するように動作する。例えば、ハードコーディングされたインターロックは、閾値温度が摂氏６０度に設定され、組織が２分間、摂氏５９度に加熱される状況では、組織のかかる加熱が、組織を１分間、摂氏６０度に加熱するのと同じ又は悪い効果を有し得るという事実にもかかわらず、組織への潜在的な損傷を防止することができない。経時的に組み込まれたインターロックは、温度を考慮するだけでなく、組織が特定の温度にある時間の長さも考慮することによって、上記シナリオを防止することができる。安全プロトコル６００は、異なる温度及び異なる持続時間に関する複数の「規則」を含み得る。更に、様々な異なる安全プロトコル６００は、温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４Ａ）に対して上記に詳述されるものと同様に、組織のタイプ又は他の特性に依存して、異なるセットの「規則」を備え、それに伴って、ユーザが使用前に特定の安全プロトコル６００を選択することを可能にし得る。
【００４３】
図１に戻って参照すると、温度センサＴＳを治療システム１０と共に利用して、温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４Ａ）及び／又は安全プロトコル６００（図６）の実装を可能にするように焼灼ゾーン内の又は焼灼ゾーンに隣接する組織の温度を常に観察／監視することができる。例えば、１つ以上の温度センサＴＳは、焼灼プローブ１３０の上、例えば、隣接する遠位放射区域に提供され得、焼灼ゾーン内の又は焼灼ゾーンに隣接する組織の温度を測定するように構成され得る。温度センサＴＳを治療システム１０内の任意の好適な位置に配置して、発生器（図示せず）、カテーテル（図示せず）、焼灼プローブ１３０の近位及び／又は遠位放射区域、患者の体などの内部などの温度情報を提供することができることを理解されたい。このように、温度センサＴＳは、より多くの温度データ収集点を提供し、かつ焼灼プローブ１３０からのエネルギーの適用中及び／又は適用後の組織温度に関する詳細をより詳しく提供するように構成されてもよい。一実施形態では、温度センサＴＳを使用して、インピーダンスを監視することもでき、これは、血塊の形成を予測するのに有用であり得る。インピーダンスの監視は、定量的な組織傷害の予測のための温度監視に相関し得る。温度センサＴＳは、例えば、放射計若しくは熱電対ベースのシステム、磁気共鳴撮像（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ、ＭＲＩ）検温システム、又は当技術分野で周知の任意の他の組織温度監視システムであり得る。
【００４４】
実施形態では、温度センサＴＳは、治療システム１０の少なくとも１つの位置に配置された遠隔温度プローブ（複数可）であり得る。遠隔温度プローブは、熱電対又はサーミスタであり得、コンピューティングデバイス１００に組み込まれるか、又は手技中にコンピューティングデバイス１００及び／若しくはユーザにフィードバック（例えば、可聴、視覚、及び／若しくは触覚フィードバック）を提供し得る。温度センサＴＳは、コンピューティングデバイス１００、ディスプレイ１１０、及び／又はディスプレイ２０６に温度信号を連続的に出力するように構成されてもよいし、所定の間隔で出力してもよい。コンピューティングデバイス１００に関連付けられたリアルタイムクロック（明示的に図示せず）、タイマ、又は他の好適な時間測定用構成要素は、上で詳述された温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４Ａ）及び／又は安全プロトコル６００（図６）の実装を可能にするように、温度センサＴＳから受信された温度と時間の相関を可能にする。
【００４５】
ここで図７を参照して、マイクロ波焼灼手技中にディスプレイ１１０上に表示され得る例示的なスクリーン７００を示す。スクリーン７００は、手技中に取り込まれた、実況２Ｄ超音波画像のビュー７０２を含む。スクリーン７００は、焼灼プローブ１３０のためのステータスインジケータ７０４、及び超音波センサ１４０のためのステータスインジケータ７０６を更に示す。スクリーン７００はまた、利用されている温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４）及び／若しくは安全プロトコル６００（図６）などの焼灼手技に関連するステータスメッセージ、焼灼プローブ１３０の電力設定、特定の温度での焼灼の持続時間、焼灼手技が完了するまでの焼灼の経過時間及び／若しくは残存時間、焼灼の進行度、温度センサＴＳ（図１）からのフィードバック、並びに焼灼手技中に使用されたゾーンチャートを表示するためのビュー７０８を含み得る。スクリーン７００は、焼灼手技に関連する一過性のメッセージを示すためのビュー７１０を更に含む。スクリーン７００はまた、ナビゲーションビュー７１２であって、その中に、焼灼プローブ１３０及び超音波撮像平面下に位置する焼灼プローブ１３０の部分を表すシャドウインジケータ７１４、焼灼プローブ１３０の軌跡を表すベクトル線７１６、現在焼灼されている部位を示す現在焼灼ゾーン７１８、並びに焼灼手技が完了するまで動作できる場合に焼灼されるであろう部位を示す総焼灼ゾーン７２０が示される、ナビゲーションビュー７１２を表示する。
【００４６】
一実施形態では、スクリーン７００は、組織構造に対する熱用量及び／又は損傷を評価することができるように、標的組織、隣接する健康な組織の超音波ＥＭ及び／又は赤外可視化をユーザに提供し得る。一実施形態では、ディスプレイスクリーン７００は、ユーザに危険な状況を警告する可聴及び／又は視覚フィードバックを提供し得る。例えば、スクリーン７００は、現在焼灼ゾーン７１８及び／又は総焼灼ゾーン７２０が他の組織構造に極めて近接して標的部位の外側に移動していることと、危険な状況が切迫していることとをユーザに示し得る。ディスプレイスクリーン７００はまた、可聴及び／又は視覚フィードバックを提供して、治療計画４００と、温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４）及び／又は安全プロトコル６００（図６）とが確立されたパラメータ内で動作していることを保証し得る。
【００４７】
ここで図８を参照して、マイクロ波焼灼手技の焼灼ステップ中にディスプレイ２０６上に表示され得る例示的なスクリーン８００を示す。スクリーン８００は、システムが焼灼ステップで現在動作しているというインジケータ８０２を示している。スクリーン８００は、焼灼プローブ１３０の例において、手技中の現在使用されている外科用用具と、焼灼プローブ１３０の構成された電力及びサイズに基づいた焼灼ゾーン８０６と、焼灼ゾーンの寸法８０８及び焼灼プローブ１３０の遠位端部から焼灼ゾーンの縁部までの距離とを更に示している。スクリーン８００はまた、利用されている温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４）及び／若しくは安全プロトコル６００（図６）などの焼灼手技に関連するステータスメッセージ、焼灼プローブ１３０の電力設定、特定の温度での焼灼の持続時間、焼灼手技が完了するまでの焼灼の総持続時間及び／若しくは残存時間、焼灼の進行度、温度センサＴＳ（図１）からのフィードバック、並びに焼灼手技中に使用されたゾーンチャートを表示するためのビュー８０９を含み得る。
【００４８】
スクリーン８００はまた、焼灼プローブ１３０及び突出した焼灼ゾーン８０６に対する進行中の焼灼の進行度を表す進行度インジケータ８１０を示している。スクリーン８００は、臨床医が、温度蓄積プロファイル４００Ａ（図４）、焼灼プローブ１３０の解剖学的位置、及び／又は生体内データ若しくは生体外データに基づいて、所望の焼灼ゾーンチャートを選択することを可能にするボタン８１２を更に含む。スクリーン８００はまた、ユーザが焼灼プローブ１３０のための電力設定を選択することを可能にするボタン８１４と、臨床医が、選択された焼灼ゾーンチャートに基づいて、焼灼ゾーンのサイズを増加又は減少させることを可能にするボタン８１６とを含む。
【００４９】
例示及び説明のための添付図面を参照して実施形態が詳細に説明されてきたが、本発明のプロセス及び装置が、その図面によって限定されるものと解釈すべきではないことを理解されたい。本開示の範囲から逸脱することなく上述の実施形態に対する様々な修正が行われ得ることは当業者には明白であろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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