(57)【要約】本発明は、高強度マイクロ波アンテナ組立体（１０）とその使用方法に関する。マイクロ波アンテナは、給電路（１４）によって、例えば、発生器である電力発生源（２８）に接続された放射部分（１２）を有する。アンテナは、ダイポール・アンテナであり、放射部分の先端端部は、先細の先端を終端とし、組織への直接挿入が可能である。アンテナは、個別に使用してもよく、多数のアンテナと組み合わせて複合切除領域を形成してもよい。多数のアンテナを使用する場合、マイクロ波エネルギーは、全てのアンテナに同時に印加され、或いは、アンテナ間で順次印加される。さらに、治療する組織内又はその近くでのアンテナの位置決めを容易にするため、アンテナの先端に、ＲＦエネルギーを印加して、組織の切断を支援してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波エネルギー治療を行うマイクロ波アンテナ組立体であって、
各々貫通して延びる内部導体と外部導体とを有し、前記内部導体が前記外部導体内に配置された近位部分と、
前記内部導体が少なくとも部分的に内部に延びるように前記近位部分に取り付けられた先端部分とを備え、
前記近位部分と前記先端部分が各々互いに嵌め合うように構成され、該近位部分と該先端部分が、該先端部分を該近位部分に結合する機械係合継手によって互いに固定的に位置決めされるマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項２】
前記近位部分と前記先端部分の間に配置された接合部材を備える請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３】
前記接合部材が、誘電体材料を有する請求項２に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４】
前記先端部分が、先細先端部を有する請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項５】
前記近位部分と前記先端部分が、前記アンテナ組立体を通じて放射を伝達する際に放射するのに適合した請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項６】
前記近位部分と前記先端部分が、前記アンテナ組立体によって伝達される前記放射の実効波長に比例する長さを有する請求項５に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項７】
前記先端部分が、金属又は誘電体材料を有する請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項８】
前記先端部分が、溶接、蝋付け、はんだ付け、及び接着剤からなるグループから選択されて前記内部導体に取り付けられる請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項９】
前記アンテナ組立体の上に少なくとも部分的に配置された誘電体被覆を備える請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１０】
前記誘電体被覆が、セラミックを有する請求項９に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１１】
前記アンテナ組立体の上に少なくとも部分的に配置されたシーラント被覆を備える請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１２】
前記先端部分の近位側に配置され、前記外部導体と電気的に接続される導電層を備える請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１３】
前記近位部分と前記先端部分の間に配置された誘電体材料を備える請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１４】
前記先端部分が、少なくとも、嵌め合い継手で第２の区分と嵌合する第１の区分を備え、前記第１及び第２の区分が一体型先端部分を形成する請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１５】
前記機械係合継手が、ネジ面を備える請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１６】
前記ネジ面が、ネジ付き先端区分及び近位区分を有する接合部材を備える請求項１５に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１７】
前記機械係合継手が、各々の部分の間に係る締り嵌めを備える請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１８】
前記機械係合継手が、前記部分の間に延びる複数のピンを備える請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項１９】
前記機械係合継手が、前記近位部分と前記先端部分に沿って半径方向に配置された複数の突起を備える請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項２０】
マイクロ波エネルギー治療を行うキットであって、
請求項１に記載のマイクロ波アンテナ組立体と、
電力を前記マイクロ波アンテナ組立体に供給する電力源とを備えるキット。
【請求項２１】
前記電力源が、発生器を備える請求項２０に記載のキット。
【請求項２２】
マイクロ波エネルギー治療を行うマイクロ波アンテナ組立体であって、
各々貫通して延びる内部導体と外部導体とを有し、前記内部導体が前記外部導体内に配置された近位部分と、
前記内部導体が少なくとも部分的に内部に延びるように前記近位部分に取り付けられた先端部分とを備え、
前記近位部分と前記先端部分が各々互いにはめ合うように構成され、前記近位部分と前記先端部分が、前記先端部分を前記近位部分に結合する取り付け手段によって互いに固定的に位置決めされるマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項２３】
前記取り付け手段が、ネジ面を備える請求項２２に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項２４】
前記取り付け手段が、各々の部分の間に係る締り嵌めを備える請求項２２に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項２５】
前記取り付け手段が、前記部分の間に延びる複数のピンを備える請求項２２に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項２６】
前記取り付け手段が、前記近位及び先端部分に沿って半径方向に配置された複数の突起を備える請求項２２に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項２７】
マイクロ波エネルギー治療を行うマイクロ波アンテナ組立体であって、
各々貫通して延びる内部導体と外部導体とを有し、前記内部導体が前記外部導体内に配置された近位部分と、
長手方向の厚さを有し、前記内部導体が貫通して延びるように前記近位部分の先端側に配置された接合部材と、
前記内部導体が少なくとも部分的に内部に延びるように前記接合部材の先端側に配置された先端部分とを備え、
前記先端部分と前記近位部分が前記接合部材の少なくとも一部に圧縮力を印加するマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項２８】
前記近位部分が、前記アンテナ組立体を通じて伝達可能な放射に係る波長の４分の１の距離に対応する長さを有する請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項２９】
前記近位部分が、前記放射を伝達する際、前記長さに沿って放射するのに適合した請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３０】
前記接合部材が、誘電体材料を有する請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３１】
前記接合部材が、前記接合部材によって規定される縦軸に沿って均一な半径厚さを有する請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３２】
前記接合部材が、前記接合部材によって規定される縦軸に沿って不均一な半径厚さを有する請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３３】
前記接合部材が、段付きであり、前記部材が、少なくとも２つの異なる半径厚さを有する請求項３２に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３４】
前記先端部分が、先細先端部を有する請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３５】
前記先端部分が、前記先端部分の外部表面に沿って規定される実際の長さを有し、前記実際の長さと前記接合部材の前記厚さとの累積距離が前記アンテナ組立体を通じて伝達される放射に係る波長の４分の１の距離に対応する請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３６】
前記先端部分が、金属を備える請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３７】
前記内部導体が、前記先端部分を通じて延びる請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３８】
前記先端部分が、前記先端部分内に配置された前記内部導体から前記先端部分の外部表面に延びる溝を形成する請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項３９】
前記先端部分が、溶接、蝋付け、はんだ付け、及び接着剤からなるグループから選択されて、前記内部導体に取り付けられる請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４０】
前記アンテナが、外部応力がゼロの状態にある時、前記内部導体が引張状態にあって前記先端部分に取り付けられ、前記先端部分が、前記接合部材に対して前記圧縮力を印加する請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４１】
前記アンテナ組立体の上に少なくとも部分的に配置された誘電体被覆を備える請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４２】
前記アンテナ組立体の上に少なくとも部分的に配置されたシーラント被覆を備える請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４３】
前記シーラント被覆が、熱可塑性ポリマーを有する請求項４２に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４４】
前記先端部分の近位側に配置され、前記外部導体と電気的に接続される導電層を備える請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４５】
前記導電層が、導電性被覆、金属箔、及び金属管材からなるグループから選択される請求項４４に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４６】
前記導電層と前記近位部分との間に少なくとも部分的に配置された第１の誘電体層を備える請求項４４に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４７】
前記導電層の周囲に少なくとも部分的に配置された第２の誘電体層を備える請求項４６に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４８】
前記導電層が、前記アンテナ組立体を発生器に接続する同軸給電路の周囲に少なくとも部分的に配置される請求項４４に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項４９】
前記導電層と前記近位部分との間に配置された誘電体層を備える請求項４８に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項５０】
前記先端部分が、前記先端部分の外部表面に沿って規定される実際の長さを有し、前記実際の長さが前記アンテナ組立体を通じて伝達される放射に係る波長の２分の１の距離に対応する請求項２７に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項５１】
前記内部導体が、引張状態にあって前記先端部分に取り付けられ、前記先端部分が前記接合部材に対して前記圧縮力を印加する請求項５０に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項５２】
マイクロ波エネルギー治療を行うマイクロ波アンテナ組立体を製造する方法であって、
各々貫通して延びる内部導体と外部導体とを有し、前記内部導体が、前記外部導体内に配置された近位部分を提供するステップと、
前記内部導体が、接合部材内に形成される溝を通じて延びるように、前記近位部分の先端端部に隣接した接合部材を配置するステップと、
前記内部導体が、先端部分内に形成される溝の中で延びるように、接合部材の先端端部に隣接した前記先端部分の近位端部を配置するステップと、
前記近位部分と前記先端部分とが、前記接合部材の少なくとも一部に圧縮力を印加するように前記内部導体を前記先端部分に固定するステップとを含む方法。
【請求項５３】
前記内部導体を前記先端部分に固定する前記ステップの前に前記内部導体を加熱するステップを含む請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記内部導体を前記先端部分に固定する前記ステップが、前記内部導体の前記先端部分への溶接、蝋付け、及びはんだ付けからなるグループから選択されることを含む請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記近位部分が、前記内部導体と前記外部導体との間に配置された誘電体材料を備える請求項５２に記載の方法。
【請求項５６】
前記近位部分が、前記アンテナ組立体を通じて伝達される放射に係る波長の４分の１の距離に対応する長さを有する請求項５２に記載の方法。
【請求項５７】
前記接合部材が、誘電体材料を有する請求項５２に記載の方法。
【請求項５８】
前記接合部材が、セラミック材料を有する請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記先端部分が、前記先端部分の外部表面に沿って規定される実際の長さを有し、前記実際の長さと前記接合部材の厚さとの累積距離が前記アンテナ組立体を通じて伝達される放射に係る波長の４分の１の距離に対応する請求項５２に記載の方法。
【請求項６０】
前記先端部分と、前記近位部分と、前記接合部材とが前記放射の伝達の際、前記累積長さに沿って放射するのに適合した請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記内部導体が、前記先端部分に取り付けられ前記内部導体が張力下にあるように前記内部導体を前記先端部分に固定するステップを含む請求項５２に記載の方法。
【請求項６２】
誘電体被覆を前記アンテナ組立体の上に少なくとも部分的に配置するステップを含む請求項５２に記載の方法。
【請求項６３】
シーラント被覆を前記アンテナ組立体の上に少なくとも部分的に配置するステップを含む請求項５２に記載の方法。
【請求項６４】
導電層が前記外部導体と電気的に接続されるように、前記導電層を前記先端部分の近位側の前記アンテナ組立体の上に配置するステップを含む請求項５２に記載の方法。
【請求項６５】
マイクロ波エネルギー治療を行うマイクロ波アンテナ組立体であって、
各々貫通して延びる内部導体と外部導体とを有し、前記内部導体が前記外部導体内に配置された近位部分と、
前記内部導体が少なくとも部分的に内部に延びるように前記近位部分に取り付けられた先端部分とを備え、
前記近位部分と前記先端部分が機械的ネジ面によって互いに嵌め合い、前記各部分がネジ付き表面を有し、前記ネジ付き表面が嵌め合い式であるマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項６６】
ネジ付きの先端区分及び近位区分を有し、前記近位部分と前記先端部分の間に位置決めできる接合部材を備える請求項６５に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項６７】
前記近位部分が、ネジ付き先端区分を備え、前記先端部分が、ネジ付き近位区分を備え、雄ネジを備える前記ネジ付き近位区分が、雌ネジを備える前記ネジ付き先端区分を受けるように構成される請求項６５に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項６８】
前記近位部分が、ネジ付き先端区分を備え、前記先端部分が、ネジ付き近位区分を備え、雄ネジを備える前記ネジ付き先端区分が、雌ネジを備える前記ネジ付き近位区分を受けるように構成される請求項６５に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項６９】
前記接合部材が、誘電体材料を有する請求項６６に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項７０】
前記先端部分が、先細先端端部を有する請求項６５に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項７１】
前記アンテナ組立体の上に少なくとも部分的に配置された誘電体被覆を備える請求項６５に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項７２】
前記アンテナ組立体の上に少なくとも部分的に配置されたシーラント被覆を備える請求項６５に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項７３】
前記近位部分と前記先端部分の間に配置された誘電体材料を備える請求項６５に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項７４】
マイクロ波エネルギー治療を行うキットであって、
請求項６５に記載のマイクロ波アンテナ組立体と、
電力を前記マイクロ波アンテナ組立体に供給する電力源とを備えるキット。
【請求項７５】
前記電力源が、発生器を備える請求項７４に記載のキット。
【請求項７６】
マイクロ波エネルギー治療を行うマイクロ波アンテナ組立体であって、
各々貫通して延びる内部導体と外部導体とを有し、該内部導体が該外部導体内に配置された近位部分と、
前記内部導体が少なくとも部分的に内部に延びるように前記近位部分に取り付けられた先端部分とを備え、
前記近位部分と前記先端部分が機械重ね継手によって互いに嵌め合うマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項７７】
前記近位部分が、前記先端部分の近位端部を受けて摩擦によって保持するように構成される請求項７６に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項７８】
前記先端部分が、前記近位部分の先端端部を受けて摩擦によって保持するように構成される請求項７６に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項７９】
前記重ね継手が、前記近位部分と前記先端部分の間に延びる複数のピンを備え、該近位部分及び前記先端部分の各々が、それぞれ前記複数のピンを受ける複数の対応する穴を形成する請求項７６に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項８０】
前記先端部分が、前記先端部分の外部表面上に半径方向に配置された複数の突起を備え、前記近位部分が、該近位部分の内部表面内に半径方向に形成された複数のくぼみを備え、前記複数の突起が、前記複数のくぼみと密接に嵌め合うように構成され、前記先端部分が前記近位部分に対して固定して保持される請求項７６に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項８１】
前記先端部分を前記近位部分に挿入する際、前記複数の突起が前記外部表面内に少なくとも部分的に後退するように構成される請求項８０に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項８２】
前記近位部分が、前記内部表面内に形成される前記複数のくぼみから前記近位部分の外部表面に半径方向に延びる複数の溝を形成する請求項８０に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項８３】
前記近位部分と前記先端部分の間に配置された誘電体材料を備える請求項７６に記載のマイクロ波アンテナ組立体。
【請求項８４】
マイクロ波エネルギー治療を行うキットであって、
請求項７６に記載のマイクロ波アンテナ組立体と、
電力を前記マイクロ波アンテナ組立体に供給する電力源とを備えるキット。
【請求項８５】
前記電力源が、発生器を備える請求項８４に記載のキット。
【請求項８６】
治療用のマイクロ波エネルギーを供給する方法であって、
治療する組織の範囲内又はその近くの第１の位置に第１のマイクロ波アンテナを位置決めするステップと、
治療する組織の前記範囲内又はその近くの第２の位置に少なくとも第２のマイクロ波アンテナを位置決めするステップと、
組織の前記範囲を治療する前記アンテナの周囲に複合切除範囲が形成されるように、前記第１及び第２のマイクロ波アンテナにマイクロ波エネルギーを印加するステップとを含む方法。
【請求項８７】
アンテナを位置決めする前に第１のマイクロ波アンテナを用意するステップを含み、前記第１のマイクロ波アンテナが、各々貫通して延びる内部導体と外部導体とを有し、前記内部導体が前記外部導体内に配置された近位部分と、前記内部導体が少なくとも部分的に内部に延びるように前記近位部分に取り付けられた先端部分とを備え、前記近位部分と前記先端部分が各々互いに嵌め合うように構成され、前記近位部分及び前記先端部分が、該先端部分を該近位部分に結合する機械係合継手によって互いに固定的に位置決めされるステップを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
前記マイクロ波エネルギーを印加する前に、治療する組織の前記範囲内又はその近くに複数の追加マイクロ波アンテナを位置決めするステップを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項８９】
前記複数の追加マイクロ波アンテナが、治療する組織の前記範囲内又はその近くの三角形パターンに位置決めされる請求項８８に記載の方法。
【請求項９０】
マイクロ波エネルギーを印加する前記ステップが、マイクロ波エネルギーを前記第１及び第２のマイクロ波アンテナに同時に印加するステップを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項９１】
マイクロ波エネルギーを印加する前記ステップが、マイクロ波エネルギーを前記第１及び第２のマイクロ波アンテナに順次印加するステップを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項９２】
前記マイクロ波エネルギーが、マイクロ波エネルギー発生器と電気的に接続されるチャネル分配器を介して順次印加される請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
少なくとも前記第１及び第２のマイクロ波アンテナの間で前記マイクロ波エネルギーを周期的に供給させるステップを含む請求項９１に記載の方法。
【請求項９４】
前記第１のマイクロ波アンテナを位置決めする前記ステップが、前記第１のマイクロ波アンテナの先端端部にＲＦエネルギーを印加するステップを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項９５】
少なくとも前記第２のマイクロ波アンテナを位置決めする前記ステップが、少なくとも前記第２のマイクロ波アンテナの先端端部にＲＦエネルギーを印加するステップを含む請求項８６に記載の方法。
【請求項９６】
少なくとも前記第２のマイクロ波アンテナが前記第１のマイクロ波アンテナと平行に位置決めされる請求項８６に記載の方法。
【請求項９７】
マイクロ波エネルギー治療を行うマイクロ波アンテナ・システムであって、
少なくとも１つのマイクロ波アンテナであって、各々貫通して延びる内部導体と外部導体とを有し、該内部導体が該外部導体内に配置された近位部分と、該内部導体が少なくとも部分的に内部に延びるように該近位部分に取り付けられた先端部分とを備える少なくとも１つのマイクロ波アンテナと、
前記マイクロ波アンテナの近位端部と接続されたエネルギー発生器と、
前記マイクロ波エネルギー発生器と電気的に接続されたチャネル分配器であって、該チャネル分配器が前記エネルギー発生器から受信した単一のチャネルから多数のチャネルを生成するのに適合したチャネル分配器とを備えるシステム。
【請求項９８】
前記チャネル分配器と電気的に接続された前記チャネル分配器の繰り返し周期を制御する制御装置を備える請求項９７に記載のシステム。
【請求項９９】
前記制御装置が、前記アンテナへの電気接続が存在するかを検出するのに適合した請求項９８に記載のシステム。
【請求項１００】
前記エネルギー発生器が、マイクロ波エネルギー発生器を備える請求項９７に記載のシステム。
【請求項１０１】
前記エネルギー発生器が、ＲＦエネルギー発生器を備える請求項９７に記載のシステム。
【請求項１０２】
前記先端部分が、該先端部分の少なくとも大部分の上に絶縁性被覆を有し、先端チップが該絶縁性被覆によって覆われていない請求項９７に記載のシステム。
【請求項１０３】
前記内部導体が、前記外部導体内に摺動式に配置され、該内部導体の先端部が、前記先端部分を通り越して先端方向に延長されている請求項９７に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記近位部分及び前記先端部分が、各々互いに嵌め合うように構成され、前記近位部分及び前記先端部分が、該先端部分を該近位部分に結合する機械係合継手によって互いに固定的に位置決めされる請求項９７に記載のシステム。
【請求項１０５】
マイクロ波エネルギー治療を行うマイクロ波アンテナ・システムであって、
内部導体と外部導体とを備える少なくとも１つのマイクロ波アンテナを備え、
前記内部導体が、前記外部導体の内部に少なくとも部分的に延び、該外部導体の内部に配置され、前記内部導体の先端部が、エネルギーを前記先端部分に印加するとともに、前記外部導体を通り越して先端方向に延長されて摺動的に配置されるシステム。
【請求項１０６】
前記マイクロ波アンテナの近位端部と接続されるエネルギー発生器を備える請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０７】
前記エネルギー発生器が、マイクロ波エネルギー発生器を備える請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１０８】
前記エネルギー発生器が、ＲＦエネルギー発生器を備える請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１０９】
前記内部導体の前記先端部分に印加される前記エネルギーが、ＲＦエネルギーを有する請求項１０８に記載のシステム。
【請求項１１０】
前記エネルギー発生器と電気的に接続されるチャネル分配器であって、前記チャネル分配器が、該エネルギー発生器から受信した単一のチャネルから多数のチャネルを生成するのに適合している請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１１１】
前記チャネル分配器と電気的に接続された前記チャネル分配器の繰り返し周期を制御する制御装置を備える請求項１１０に記載のシステム。
【請求項１１２】
前記制御装置が、前記アンテナへの電気接続が存在するかを検出するのに適合した請求項１１１に記載のシステム。
【請求項１１３】
前記外部導体の上に少なくとも部分的に配置されたチョークを備える請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１１４】
前記内部導体が、前記内部導体の少なくとも大部分の上に絶縁性被覆を有し、前記内部導体の先端チップが、前記絶縁性被覆によって覆われていない請求項１０５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願の参照〕
本出願は、２００１年１１月２日出願の米国特許出願第１０／０５２，８４８号の一部継続出願である２００２年１０月１５日出願の「高強度マイクロ波アンテナ組立体及びその使用方法」と題された米国特許出願第１０／２７２，０５８号の優先権の利益を主張し、これらは各々引用によってその全体を本出願の記載に援用する。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明は、組織切除の用途で一般的に使用されるマイクロ波アンテナ・プローブ及びその使用方法に関する。さらに詳しく言うと、本発明は、疾病の診断及び治療のため組織に直接挿入されるマイクロ波アンテナに関する。
【背景技術】
【０００３】
〔発明の背景〕
癌のような疾病の治療において、ある種の癌細胞は、通常、健康な細胞に有害となる温度よりわずかに低い高い温度で変性することが発見された。一般に、温熱療法として知られるこの種の治療は、通常、電磁放射を利用して病変細胞を４１℃以上の温度に加熱し、その一方で、隣接する健康な細胞は、不可逆的な細胞の破壊を起こさない低い温度に維持される。また、電磁放射を利用して組織を加熱する他の処置には、組織の切除及び凝固が含まれる。例えば、月経過多症に対して行われるようなマイクロ波切除処置は、通常、目的組織を切除及び凝固させて、目的組織を変性させまた殺すためになされる。電磁放射療法を利用する多くの処置や装置の種類は、当技術分野で周知である。こうしたマイクロ波療法は、通常、前立腺、心臓、及び肝臓といった組織及び器官の治療の際に使用される。
【０００４】
１つの非侵襲的処置は、一般に、マイクロ波エネルギーの使用による皮膚の下にある組織（例えば、腫瘍）の治療を含む。マイクロ波エネルギーは、非侵襲的に皮膚を貫通し、下にある組織に到達できる。しかし、この非侵襲的処置の結果、健康な組織の望ましくない加熱が生じることがある。従って、マイクロ波エネルギーの非侵襲的使用は、多量の制御を必要とする。これは、マイクロ波放射を印加するより、直接的で精密な方法が求められた理由の一部である。
【０００５】
現在、例えば、モノポール、ダイポール、及びヘリカルといったいくつかの種類のマイクロ波プローブが使用されている。１つの種類としては、プローブの端部で露出した、単一の細長いマイクロ波導体からなるモノポール・アンテナ・プローブがある。プローブの中には、誘電体スリーブによって取り囲まれたものもある。一般に使用されるマイクロ波プローブの第２の種類は、ダイポール・アンテナであるが、これは、内部導体と外部導体とを有し、内部導体の部分と外部導体の部分とを分離する誘電体を伴う同軸構造からなる。モノポール及びダイポール・アンテナ・プローブでは、マイクロ波エネルギーは、一般に、導体の軸に垂直に放射される。
【０００６】
通常のマイクロ波アンテナは、プローブの軸に沿って延び、誘電体材料によって取り囲まれ、さらに誘電体材料の周囲の外部導体によって取り囲まれ、外部導体もプローブの軸に沿って延びている長くて細い内部導体を有している。エネルギーの有効な外向き放射又は加熱を提供するプローブの別のバリエーションでは、外部導体の１つ又は複数の部分を選択的に取り除いてよい。この種の構造は、通常、「漏洩導波管」又は「漏洩同軸」アンテナと呼ばれる。マイクロ波プローブの別のバリエーションは、有効な放射に必要な形状を提供する螺旋状の均一な渦巻パターンに形成された先端を有する。このバリエーションは、例えば、軸に垂直、前方向（即ち、アンテナの先端部方向）、又はそれらの組み合わせといった特定の方向にエネルギーを導くために使用される。
【０００７】
マイクロ波アンテナ・プローブを普通の身体の開口を通じて治療箇所に直接挿入するか又は経皮的に挿入する侵襲的処置及び装置が開発されている。こうした侵襲的処置及び装置は、場合によっては、治療する組織のより良好な温度制御を備えている。悪性細胞を変性させるために必要な温度と健康な細胞に有害な温度との間の差が小さいため、加熱が治療対象の組織に限定されるような周知の加熱パターン及び予測温度制御は重要である。例えば、約４１．５℃のしきい値温度での温熱治療は、一般に、細胞中の大部分の悪性疾患にあまり作用しない。しかし、ほぼ４３℃〜４５℃の範囲以上のわずかに高い温度では、多くの種類の正常細胞に、熱による損傷が日常的に観察される。従って、健康な組織がこの温度を越えないように、大きな注意を払わなければならない。
【０００８】
しかし、多くの種類の悪性疾患には、非侵襲的技術の使用、又は、普通の身体の開口、即ち、容易にアクセス可能な身体の開口に挿入するよう設計された侵襲性アンテナ・プローブの使用によって、到達することも、治療することも困難である。こうした種類の従来のプローブは、より柔軟性があり、プローブを個別に滅菌する必要を避けたものであるが、構造的に弱く、通常、身体内へのアクセスを得るために、導入器又はカテーテルを使用する必要がある。その上、導入器及びカテーテルを追加することによって、必然的に身体の切開部、即ち、アクセス開口の直径が増大するので、こうしたプローブを使用することの侵襲性が強まり、さらに合併症が発生する確率が増大する。
【０００９】
構造上、より強い侵襲性プローブも存在するが、これは、通常、長くて細い針状アンテナ・プローブであり、身体組織に直接挿入して腫瘍又は他の悪性疾患の部位に直接アクセスできる。こうした剛体のプローブは、一般に、小さな直径を有し、使用が容易なだけでなく、結果として生じる患者の外傷を減らす効果がある。組織に直接挿入できる剛体のアンテナ・プローブの利便性は、異なった状況で、代わりのプローブを追加使用できる点にある。しかし、こうした剛体の針状プローブは、一般に、均一なパターンの放射エネルギーを提供できないという問題があり、プローブの実効長に沿った軸方向及びその周囲半径方向に均一な加熱を提供できず、また、こうしたプローブを使用する場合、加熱パターンを制御及び誘導することは困難である。
【００１０】
従って、上記で説明した問題を克服するマイクロ波アンテナ・プローブの必要が存在している。また、付加的な導入器又はカテーテルを必要とせず、組織に直接挿入するのに十分なだけ構造的に堅固で、制御可能及び予測可能な加熱パターンを生じるマイクロ波アンテナ・プローブの必要が存在している。
【００１１】
〔発明の概要〕
本出願では、導入器又はカテーテル等の助けを借りずに、直接組織に挿入するのに十分なだけ構造的に堅固なマイクロ波アンテナ組立体が説明される。このマイクロ波アンテナ組立体は、一般に、放射部分から構成されるが、これは、給電路（又はシャフト）に接続し、その給電路は、ケーブルによって発生器のような電力発生源に接続すればよい。このマイクロ波組立体は、モノポール・マイクロ波アンテナ組立体でもよいが、好適には、ダイポール組立体である。放射部分の先端部分は、好適には、先端を終端とする先細の端部を有し、最小の抵抗で組織に直接挿入できるようになっている。近位部分は、先端部分の近位側に配置され、接合部材は、好適には、両方の部分の間に配置される。
【００１２】
アンテナ組立体を、例えば、経皮的に、導入器又はカテーテル等の助けを借りずに、直接組織に挿入するために必要な十分な剛性は、好適には、多様な異なる方法によって部分的に得られる。こうした方法の中には、組織に挿入する前に、プレストレスを与えた状態でアンテナを組立てることが含まれる。これは、好適には、アンテナ組立体の内部導体の先端部を先端放射部分に固定し、組立体の中を長手方向に通る内部導体を引張状態に置くことによって部分的に達成してもよい。別の方法には、アンテナの近位及び先端放射部分がお互い同士を機械的に固定するように構成することが含まれる。即ち、近位及び先端部分は、互いに直接か、又は、２つの部分の間に配置され、各部分が個別に接合部材にネジ込まれるように、ネジを切った接合部材に「ネジ込まれる」ように構成してもよい。
【００１３】
別の方法には、重ね又は嵌合継手を形成して、近位及び先端放射部分を互いに取り付けることが含まれる。このバリエーションでは、近位又は先端の何れかの放射部分は、多様な継手を通じて互いに嵌合することで重ね継手を形成するように構成してもよい。例えば、先端部分は、近位部分の先端部の受けキャビティ又は溝の中に密接に嵌合するように構成してもよい。また、２つの部分は、２つの部分を接合するように延びるいくつかのピン又は円錐部材を有するように構成してもよい。また、２つの部分は絞り嵌め継手によって摩擦嵌めしてもよく、押し下げ／伸縮式突起を一方の部分に配置し、反対側の部分の対応するくぼみと嵌合するようにしてもよい。
【００１４】
アンテナ組立体の補強をさらに助けるため、多様な方法を使用して、先端又は先端部分を取り付けてもよい。例えば、あるバリエーションでは、ネジ付き内部導体にネジ込まれる先端部分を有してもよく、また、別のバリエーションでは、内部導体を分割可能な先端部分の中に保持できるアンカー要素を有する内部導体を有してもよい。さらに、多段先端部分を利用して、まず内部導体を先端部分の中に取り付け、その後先端部分を付加的な可変区分と組み合わせてもよい。本出願で説明する多くのバリエーションでは、２つの放射部分の間の層又は被覆として誘電体材料を塗布するのが好適なこともある。
【００１５】
先端放射部分内の内部導体の固定は、例えば、溶接、蝋付け、はんだ付け、又は接着剤の使用といった多様な方法で達成される。内部導体を引張状態に置くことは、アンテナの外径を圧縮状態に置く助けとなる。この双方向の応力状態は一方でアンテナ組立体を剛体化する助けにもなる。
【００１６】
外径の近くに圧縮状態が存在するようにするため、いくつかのバリエーションでは、先端放射部分及び近位放射部分の間の接合部材は、好適には、例えば、セラミック材料のような十分に硬質の誘電体材料製である。接合部材の硬度は、アンテナを組織に挿入する際に、腰折れや捩れなしに、アンテナ組立体を通じて圧縮力を伝達する助けとなる。さらに、セラミックのような材料は、一般に、引張荷重条件下で材料の断裂やひび割れがより起きやすい機械的特性を有する。従って、特に、セラミック製接合部では、接合部をプレストレス状態に置くことは、組織に挿入する際に、アンテナが曲げモーメントを受け、接合部の一部が引張荷重下に置かれる場合、接合部の機械的破損を防止する助けとなる。また、接合部は、均一又は不均一、例えば、段付きの形状にしてもよく、アンテナ組立体の設計の多様化を容易にしている。
【００１７】
さらに、アンテナ組立体のエネルギー収束を改善するため、本出願で説明した何れかのバリエーションでは、電気チョークを使用して、復帰電流をアンテナ組立体の先端部に閉じ込めてもよい。一般に、チョークは、放射区分の近位側に係るアンテナの誘電体材料の最上部に配置すればよい。チョークは、好適には、導電層から構成され、さらに導電層を下にあるアンテナに一致させる管材又は被覆によって覆ってもよい。
【００１８】
さらに、チョーク、管材又は被覆、アンテナ組立体の上に配置しうる何らかのシーラント層及び他の層のバリエーションを使用してもよい。例えば、アンテナ組立体の上に配置される熱収縮層といったある種の層は、層の内部に一体化されたワイヤ又は撚り線を有してもよく、アンテナ組立体をさらに強化する。例えば、ケブラー・ワイヤ（Kevlar wire）を層と一体式に形成し、アンテナ軸の長手方向に方向付けてさらなる強度を提供してもよい。
【００１９】
使用の際、マイクロ波アンテナの組織への挿入を容易にするため、様々な切除先端を利用してもよい。例えば、１つのバリエーションでは、先端チップ以外を長さに沿って絶縁されたアンテナが利用される。先端チップは、例えば、内部導体を通じて供給されるＲＦエネルギーによって通電してもよい。アンテナを配置する際、ＲＦエネルギーを連続的又は選択的に露出した先端チップに印加するようにして、アンテナが前進する際に、組織を切断するＲＦを通電された先端を使用してアンテナの挿入を容易にしてもよい。別のバリエーションは、アンテナを通るルーメン内に、摺動可能に配置される内部導体を利用してもよい。アンテナが組織を通じて前進する際に、抵抗に遭遇した場合、ＲＦ発生器に取り付けられる内部導体は、ルーメン内を先端方向に前進し、少なくとも部分的にアンテナの先端チップの外に延ばせばよい。その後、ＲＦエネルギーを印加して、通電された内部導体が組織を切断することで、アンテナの前進を容易にするようにすればよい。
【００２０】
本出願で説明される何れかのアンテナ・バリエーションは、組織の治療を行う多様な方法で利用してよい。例えば、１つのバリエーションでは、単一のアンテナを使用して単一の位置で組織を治療してもよい。別のバリエーションでは、単一のアンテナを治療のため組織の第１の範囲に位置決めし、その後アンテナを取り出して組織の別の範囲に再位置決めし、満足な治療が行われるまで任意の回数と位置についてこれを繰り返してもよい。また別のバリエーションでは、多数のアンテナを同時に使用して組織のある範囲の治療を行ってもよい。このバリエーションでは、多数のアンテナを同時に使用することで、単独又は順次使用される単一のアンテナが形成する切除領域より大きな複合的な治療又は切除領域を有効に形成できる。また、別のバリエーションでは、多数のアンテナを一緒に使用するが、各々のアンテナに提供される電力を多重化法の使用を通じて無制限の数の組み合わせで、アンテナ間で循環させてもよい。この使用法は、対象組織範囲を有効に治療する一方で、治療のためのシステム全体の電力を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔発明の詳細な説明〕
患者の組織の患部範囲を侵襲的に治療する際、患者に外傷が発生し、その結果、苦痛及び他の合併症が発生することがある。本出願で説明される様々なマイクロ波アンテナ組立体は、現在利用可能な装置より外傷を発生することが少なく、以下に、さらに詳細に説明するように、この装置を製造する方法も説明される。一般に、本発明の装置は、疾病の診断及び治療の目的で、マイクロ波アンテナを組織に直接挿入することを可能にする。図１は、本発明のマイクロ波アンテナ組立体１０の１つのバリエーションに係る代表図を示す。アンテナ組立体１０は、一般に、給電路１４（又はシャフト）によってケーブル１５を介してコネクタ１６に接続可能な放射部分１２から構成されており、そのコネクタ１６は、さらに組立体１０を、例えば、発生器である電力発生源２８に接続できる。図示されるように、組立体１０は、ダイポール・マイクロ波アンテナ組立体であるが、例えば、モノポール又は漏洩波アンテナ組立体といった他のアンテナ組立体でも、本出願に記載の原理を利用できる。放射部分１２の先端部分２０は、好適には、先端２６を終端とする先細の端部２４を有し、最小の抵抗で組織に挿入することを可能にしている。放射部分１２を既存の開口に挿入する場合、先端２６は、先丸又は平坦な形状でもよい。
【００２２】
いくつかの用途では、マイクロ波アンテナは、例えば、アンテナを直接組織に挿入する、アンテナが挿入後曲げモーメントを受ける等で、アンテナの曲がりを防止する十分な構造強度を必要とすることがある。従って、この種のアンテナの望ましい放射特性と製造性とを損なわずに、アンテナの強度を増大する様々な構成が存在する。１つの構成は、アンテナ組立体を圧縮荷重の下に置き、放射部分を強化することを伴っている。別の構成は、例えば、ネジによって放射部分を互いに機械的に固定し、曲げモーメントに耐える接合を提供することを伴っている。また、さらに別の構成は、高強度アンテナを提供するため、アンテナ組立体の放射部分間に重ね継手を形成することを含んでもよい。さらに、先端チップ又は先端放射部分をアンテナに取り付ける代替構成を利用してアンテナ強度をさらに増大してもよい。
【００２３】
圧縮によるアンテナ組立
一般に、図１のアンテナ組立体１０は、圧縮荷重を使用してアンテナ強度を増大できる１つのバリエーションを示している。近位部分２２は先端部分２０の近位側に配置され、接合部材１８は、好適には、先端及び近位部分２０、２２による圧縮力が接合部材１８に印加されるように２つの部材の間に配置される。組織に挿入する前に、先端及び近位部分２０、２２を、プレストレスを与えた状態に置くことによって、組立体は、以下詳細に説明するように、最小のアンテナ直径を保持したまま、導入器又はカテーテル等の助けを借りずに、組織に挿入できる十分な剛性を保持できる。
【００２４】
給電路１４は、アンテナ組立体１０を、ケーブル１５を介して発生器２８に接続することができ、通常、導電体金属の同軸ケーブルを備えているが、これは、半剛性又は可撓性でよい。また、給電路１４は、放射部分１２の近位端部からケーブル１５の先端端部まで、約１〜１０インチの範囲で長さが変化してもよい。大部分の給電路は、銅、金、又は同様の導電率の値を有する他の導電体金属から構成してもよいが、給電路１４は、好適には、ステンレス鋼製である。また、その金属は、例えば、導電率を改善し、また、エネルギー損失を減少させるといった特性の改善のため、他の材料、例えば、他の導電体材料によってメッキしてもよい。ステンレス鋼製等の給電路１４は、好適には、約５０Ωのインピーダンスを有するが、その導電率を改善するため、ステンレス鋼を銅又は金といった導電体材料の層で被覆してもよい。ステンレス鋼は、他の金属と同じ導電率を提供しないことがあるが、組織及び／又は皮膚を穿刺するのに必要な強度を提供する。
【００２５】
図２Ａ及び図２Ｂのそれぞれは、従来のダイポール・マイクロ波アンテナ組立体３０の端面図及び断面図を示す。見られるように、アンテナ組立体３０は、以下にさらに説明されるように、給電路１４に接続可能な近位端部３２を有し、先端部３４を終端としている。アンテナ３０の放射部分は、近位放射部分３６と先端放射部分３８とを備えている。近位放射部分３６は、通常、各々長手軸に沿って延びる外部導体４２と内部導体４４とを有してもよい。外部導体４２と内部導体４４の間には、通常、誘電体材料４６が配置されるが、これは、導体４２と４４の間に配置されて、両者を電気的に分離する。誘電体材料は、空気を含む任意の数の適当な材料で構成してもよい。また、以下説明されるように、先端部分４８は、導電体材料から製作される。近位放射部分３６と先端放射部分３８は、通常、例えば、接着剤といった誘電体材料から製作される接合部４０で、一直線に揃い、接合部開口５０を貫通し、先端部分４８の少なくとも一部を貫通する内部導体４４によって支持される。しかし、上記で説明したように、従来のアンテナ組立体３０の構造は、接合部４０では弱くなっている。
【００２６】
作業の際に、波長λを有するマイクロ波エネルギーは、アンテナ組立体３０を通じて近位及び先端両方の放射部分３６、３８に沿って伝達される。その後、このエネルギーは、周囲媒体、例えば、組織に放射される。有効な放射のためのアンテナの長さは、少なくとも実効波長λeffに依存するが、これは、放射の対象となる媒体の誘電特性に依存する。エネルギーがアンテナ組立体３０から放射され、それに続いて周囲媒体が加熱される。波長λのマイクロ波エネルギーが伝達されるアンテナ組立体３０は、例えば、胸部組織に対する肝臓組織といった周囲媒体に依存して異なる実効波長λeffを有することがある。また、以下さらに説明されるように、アンテナ組立体３０の上に配置される被覆も、実効波長λeffに影響される。
【００２７】
図３は、少なくとも部分的に、本発明によって製作されたプレストレス・アンテナ組立体６０の１つのバリエーションの分解断面図を示す。アンテナ組立体６０を製作する際、接合部材６２は、接合部開口６４を通じて内部導体４４に沿って配置すればよい。図４に示されるように、先端部分４８を内部導体４４の上に配置した後、接合部材６２が近位放射部分３６と先端放射部分３８との間に発生する圧縮荷重の下に置かれ、プレストレス・アンテナ組立体７０を形成するように圧縮すればよい。アンテナ組立体７０は、約３．５５ｃｍ（１．４２インチ）の全長と約０．２２７５ｃｍ（０．０９１インチ）の外径とを有してもよい。アンテナ組立体７０に対するプレストレス荷重状態は、好適には、組立体７０が外部応力ゼロの状態にある時、即ち、組立体７０が、組織との接触、外部曲げモーメント等といった何らかの外力の作用を受けない時に存在する。
【００２８】
圧縮荷重は、好適には、まず、接合部材６２が圧縮されるまで内部導体４４の上に先端部分４８を送ることによって発生し、次に、内部導体４４は、好適には、先端部分４８に固定され、接合部材６２にかかる圧縮荷重を保持する。接合部材６２と内部導体４４との間には、両者間の干渉抵抗を避けるため、ある程度の隙間が必要なことがある。内部導体４４は、溶接、蝋付け、はんだ付け、又は、接着剤の使用といった多様な方法によって、面７２に沿って先端部分４８に固定すればよい。圧縮荷重は、内部導体４４が方向７６に沿った張力の下に置かれる一方で、先端部分４８が接合部材６２の外側部分を方向７４に沿った圧縮の下に置くように発生する。内部導体４４を加熱すると（内部導体４４の熱膨張係数に応じて）、導体は長手方向に延びることがあるので、内部導体４４は、いくつかの方法によって、先端部分４８に固定する前に加熱してもよい。
【００２９】
例えば、内部導体４４の加熱は、溶接又ははんだ付け処置の際に達成してもよい。冷却すると、内部導体４４は、それに応じて収縮して、導体４４に引張力を付与する一方、同時に接合部材６２を圧縮する。圧縮荷重が組立体７０を通じて効率的に伝達されるようにするため、接合部材６２は、好適には、十分に高い圧縮強度と高い弾性係数とを有する、即ち、圧縮荷重下の弾性又は塑性変形に対して耐性を有する誘電体材料から製作される。従って、接合部材６２は、好適には、例えば、Ａｌ2Ｏ3、窒化ホウ素、安定化ジルコニア等といったセラミックス材料から製作される。また、誘電体被覆が適切な絶縁を提供する十分な厚さを有しているならば、金属から製作された誘電体又はポリマーによって十分に被覆された接合部材６２を使用してもよい。使用の際、エネルギーが直接組織に伝わるのを防止するため、約０．０００２５〜０．００７５ｃｍ（０．０００１〜０．００３インチ）の間の厚さを有する誘電体層をアンテナ組立体７０の上に直接被覆してもよい。誘電体被覆は放射エネルギーを増大することができ、好適にはＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2等といったセラミック材料製であり、さらに必要に応じてテフロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、又はフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）といった滑性のある材料によって被覆してもよい。また、誘電体被覆に加えて、シーラント層の被覆をアンテナ組立体７０の上に直接、又は、好適には、誘電体層の上に施し、患者への挿入を容易にする滑性表面を提供し、組織がアンテナ組立体７０に固着するのを防止してもよい。シーラント層は、何らかの種類のポリマーでよいが、好適には、熱可塑性ポリマーであり、数オングストロームから当面の用途において必要な厚さまで変化する厚さを有してもよい。アンテナ組立体７０の上のこうした被覆の厚さを変化させることで、アンテナによって伝達される放射の実効波長λeffが変化する。従って、組立体７０の上の被覆厚さを変化させ、望ましい結果に応じて、所定の実効波長を達成してもよい。
【００３０】
図５は、プレストレス・アンテナ組立体８０の別のバリエーションを示す。このバリエーションも、上記で説明したように、圧縮荷重の下で相互間の接合部材８６によって先端放射部分８４に取り付けられた近位放射部分８２を有する。近位放射部分８２は、各導体８８、９２の間に配置された誘電体材料９０と共に長手方向に延びる外部導体８８と内部導体９２とを有してもよい。しかし、このバリエーションは、好適には、組織への容易な挿入を可能にするよう尖らせた先端チップ９８を終端とする先細の端部９６を伴う先端放射部分８４を有する先端部９４を示している。組立体８０からの放射エネルギーの量を最適化する好適な方法は、近位放射部分８２の長さを調整して、組立体８０を通じて伝達される放射のλ／４の長さに対応させ、同様に、先端放射部分８４と接合部８６との累積（又は全体の）長さを調整して、やはりλ／４の長さに対応させることを含んでもよい。近位放射部分８２と先端放射部分８４の長さを調整して、伝達されるマイクロ波の波長に対応させることを行い、放射エネルギーの量と、ひいてはその後に加熱される媒体又は組織の量を最適化すればよい。近位放射部分８２と先端放射部分８４の実際の長さは、もちろん変化してもよく、λ／４の長さに合致するよう制約されるわけではない。アンテナ組立体８０がエネルギーを放射する時、切除領域は、三次元的に変化し、ほぼ球形又は長円形のことがあり、接合部８６を中心として、それぞれ近位放射部分８２と先端放射部分８４の端部の方向に延びる。
【００３１】
先端チップ９８の位置は、組立体８０を通じて伝達される放射のλ／４の距離に比例するが、先端チップ９８は、先細の端部９６を終端とするので、先細の端部９６の角度のある表面を考慮すればよい。即ち、ＢからＣまでの組立体８０の外部表面に沿った合計距離に、ＣからＤまでの距離を加えたものがλ／４の距離に一致すればよい。近位放射部分８２の長さ、即ち、ＡからＢまでの組立体８０の外部表面に沿った距離も、上記と同様λ／４の距離に一致すればよい。上記で説明したように、アンテナの放射部分の長さを波長λの距離に照応させることが好適ではあるが、装置の操作のために必要ではない。即ち、第１の波長に応じた長さを有する放射部分を有するアンテナ組立体は、一般に、効率の低下がありうるが、第２の波長、又は第３の波長、等々を有する放射を伝達するために使用してもよい。
【００３２】
図６は、プレストレス・アンテナ組立体１００に係る別のバリエーションの分解断面図を示す。組立体１００は、接合部材１０２によって形成される長手軸に沿って不均一な半径厚さを有する接合部材１０２の１つのバリエーションを示している。近位部分は、上記と同様、外部導体１１０と、内部導体１１２と、誘電体材料１１４とから構成される。しかし、接合部１０２は、このバリエーションでは、少なくとも２つの異なる半径を有する段の付いた部材として示される。別のバリエーションでは、接合部は、曲面又は多数の段を有してもよい。接合部材１０２の中央半径１０４は、外部導体１１０及び先端部分１２０と同様の直径を有することが示される。段付き半径１０６は、好適には、中央半径１０４より小さく、中央半径１０４の近位側及び先端側の両方に対称的に配置してもよい。アンテナ１００の組立の際、段付き接合部材１０２を収容するため、受けキャビティ１１６を誘電体材料１１４内に形成し、受けキャビティ１１８を先端部分１２０内に形成して、それぞれの部分の嵌合を可能にしてもよい。こうした段付き設計のため、圧縮荷重は、長手方向に接合部材１０２の中央半径１０４に集中し、近位部分に沿った荷重の効率的な伝達が可能になる。
【００３３】
また、段付き接合部材１０２に加えて、図６は、先端チップ１２４から受けキャビティ１１８まで長手方向に延びる溝１２２も示している。接合開口１０８を通じて、先端部分１２０まで部分的又は完全に貫通する内部導体１１２を配置した後、溝１２２によって、内部導体１１２を先端部分１２０に固定する目的で、内部導体１１２にアクセスしてもよい。内部導体１１２の固定を行って、溶接又ははんだ付けといった、上記で説明した何らかの方法によって内部導体１１２を張力下に置いてもよい。
【００３４】
しかし、溝１２２が先端チップ１２４から内部導体１１２まで延びている場合、先端チップ１２４の鋭さが制限されることがある。そのため、図７のバリエーション１３０は、内部導体９２を受ける溝１３８を形成するが、先端端部１３２の側面から溝１３８まで延びるアクセス溝１４０をも形成する代替先端端部１３２を示している。アクセス溝１４０は、内部導体９２にアクセスして、先細の端部１３４が尖った先端１３６を終端とするようにする一方で、内部導体９２を先端部１３２に固定することを可能にする。このバリエーションでは単一の溝が示されているが、様々な位置の多数の溝を設計に組み込んでもよい。
【００３５】
上記で説明したバリエーションの大部分は、ダイポール・アンテナ組立体に関連するが、図８は、少なくとも部分的に、本発明によって製作されたモノポール・アンテナ組立体１５０を示す。図示されるように、好適には、組立体１５０を通じて伝達される放射に係る波長のλ／４の長さではなく、λ／２の長さに対応する長さを有する単一の放射部分１５２があってもよい。上記のように、モノポール組立体１５０では、放射部分１５２と近位端部１５６との間の接合部材１５４に圧縮荷重を印加する。アンテナ長さをλ／２又はλ／４の長さに対応させると共に、先端部分に先細の端部又は先端チップを有するという原理は、圧縮法を使用して組立てられるアンテナと共に利用するだけでなく、こうした原理は、本出願で説明する任意のバリエーションと共に使用してもよい。
【００３６】
また、アンテナ組立体のエネルギー収束を改善するため、電気チョークを使用して、復帰電流をアンテナの先端部に閉じ込めてもよい。一般に、チョークは、放射区分の近位側でアンテナ上に配置すればよい。チョークは、好適には、アンテナ上に配置される誘電体材料の上に配置される。チョークは、好適には、導電層であり、さらに、導電層を下にあるアンテナに一致させ、それによって電気接続（又は短絡）をさらに先端側の放射区分の近くに移動させるため、管材又は被覆によって覆ってもよい。また、チョークと下にあるアンテナとの間の電気接続は、はんだ付け、溶接、蝋付け、圧着、導電性接着剤の使用、等といった他の接続方法によって達成してもよい。以下の説明は、例示のみの目的で、圧縮アンテナ・バリエーションでチョークを使用することに向けられている。しかし、チョークは、以下に説明する任意のアンテナ・バリエーションと共に使用してもよい。
【００３７】
図９Ａは、電気チョークを有するプレストレス・アンテナ組立体１６０の１つのバリエーションの側面図を示し、図９Ｂは、図９Ａの９Ｂ−９Ｂに沿った断面側面図を示す。上記のアンテナ組立体と同様に、組立体１６０は、給電路（又はシャフト）１６４を介して近位側に位置するカプラ１６６に電気的に取り付けられた放射部分１６２を示す。放射部分１６２の細部１７４と給電路１６４の細部１８０とは、以下に詳細に説明する。放射部分１６２は、区分１６２の上に被覆されたシーラント層１６８と共に示される。電気チョーク１７２は、給電路１６４の先端区分の上に部分的に配置されて、電気チョーク部分１７０を形成しているのが示されるが、これは、好適には、放射部分１６２の近位側に位置する。チョーク部分１７０の細部１７６、１７８は以下に詳細に説明する。
【００３８】
図１０は、プレストレス・アンテナ区分の１つに係るバリエーションの図９Ｂの細部１７４における詳細図を示す。見られるように、先端放射部分１９０と近位放射部分１９２とは、このバリエーションでは、段付き部材として示される接合部材１９４に沿ったそれぞれの位置に配置される。近位放射部分１９２は、さらに、好適には、内部導体１９８に沿って同心円状に配置された外部導体１９６を有し、外部導体１９６と内部導体１９８の間には絶縁のため誘電体２００が配置されている。内部導体１９８は、接合部材１９４を通じて先端放射部分１９０に送ればよく、アクセス溝２０４を介して溶接又ははんだ付け２０２によって先端放射部分に固定され、アクセス溝２０４は、内部導体１９８の先端端部から部分１９０の外部表面に延びているのが示されている。上記で説明したように、内部導体１９８は、先端部分１９０に固定する前に長手方向に延ばすように加熱してもよい。内部導体１９８が冷却されると、引張力が内部導体１９８に付与され、先端部分１９０及び近位部分１９２を長手方向に引張ることになる。一方、これによって、好適には、接合部と先端部分の面２０６で、接合部材１９４の放射部分に圧縮力が付与される。必要に応じて、誘電体層２０８を放射アンテナ部分の上に被覆してもよいが、これはＡｌ2Ｏ3のようなセラミック材料でよい。さらに、テフロンのような潤滑性層を誘電体層２０８と共にアンテナ部分の上に被覆してもよい。さらに、シーラント層２１０を必要に応じて誘電体層２０８の上に被覆してもよい。シーラント層２１０は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、エチレンクロルトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、及びエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）等の熱収縮性ポリマーといった多様な熱可塑性ポリマーから製作すればよい。この説明は、例示のみの目的で、圧縮アンテナの１つのバリエーションに対して誘電体及びシーラント層を使用することに向けられている。しかし、誘電体及びシーラント層は以下説明する任意のアンテナ・バリエーションと共に使用してもよい。
【００３９】
図１１は、電気チョーク部分１７０への移行部の１つに係るバリエーションの図９Ｂの細部１７６における詳細図を示す。電気チョーク１７２は、シーラント層２１０又は近位放射部分１９２の近位側に配置すればよい。このバリエーションでは、チョーク１７２とシーラント層２１０との間にギャップがあるものが図示されているが、両者は、接触したりわずかに重なったりしてもよい。図１２は、電気チョーク１７２を構成しうる様々な層のさらに詳細な図１７８を示す。このバリエーションでは、第１の内部誘電体層２２０をアンテナ組立体の上に配置すればよい。第１の内部誘電体層２２０は、上記で説明したように、様々な熱可塑性ポリマー、セラミックス、又は他の被覆の何れかから製作すればよい。第２の内部誘電体層２２２は、必要に応じて第１の内部誘電体層２２０の上に配置すればよく、第１の内部誘電体層２２０と同じか又は同様の材料から製作すればよい。次に、導電層２２４は、誘電体層の上に配置すればよい。導電層２２４は、好適には、導電性被覆、又は、例えば、銅箔のような導電性箔材料、又は金属管材であり、放射部分１６２の近位側のチョーク１７２に沿ったある位置で外部導体１９６に電気的に接触する。
【００４０】
バリエーション１６０は、電気チョーク部分１７０の近位位置に形成される細部１７８の導電層２２４と外部導体１９６との間の電気的接触を例示しているが、チョーク１７２は、チョーク１７２の長さが適切に選択されているならば、外部導体１９６と層２２４とを接触させずに形成してもよい。例えば、層を接触させずに、例えば、波長のλ／２の長さといった十分な長さを有するチョーク１７２を使用してもよい。外部誘電体層２２６は、導電層２２４の上に配置すればよい。また、外部誘電体層２２６は、上記で説明したような様々なポリマーの何れかから製作すればよく、好適には、より良好な電気接続を得るだけでなくアンテナ区分全体の全体の直径を減少させるため、導電層２２４を下にある層にさらに緊密に一致させることのできる熱収縮層である。図１３は、給電路の１つに係るバリエーションの図９Ｂの細部１８０における詳細図を示す。図示されるように、給電路１６４は、外部導体１９６と、内部導体１９８と、誘電体２００とが給電路を通じて延びる単純な同軸ケーブルでよい。また、外部誘電体層２２６は、給電路１６４の上から、さらには、アンテナ組立体全体の上に延びてもよい。
【００４１】
さらなるステップを必要に応じて行い、上記で説明したシーラント層２１０又は何らかの他の熱収縮層を変更することによって、アンテナ組立体の強度をさらに増大してもよい。図１４は、強度を加えるためワイヤ又は撚り線２３６が層２３２の内側又は上に形成されるアンテナ区分２３０の１つの例を示す。ワイヤ２３６は、層２３２の内側に形成すればよく、好適には、アンテナの曲げ強度が増大するように、アンテナ区分２３０の長さに沿って長手方向に方向付けられている。層２３２は、上記で説明したように、外部導体２３４の上に形成してもよく、ワイヤ２３６は、例えば、ケブラー、金属等といった何らかの高強度材料から製作すればよい。層２３２による絶縁が良好であれば、金属ワイヤを使用してもよい。
【００４２】
機械的固着によるアンテナ組立
上記で説明したように圧縮荷重を使用してアンテナ強度を増大することとは別に、組織への直接挿入に耐えるようアンテナ強度を増大する代替方法を利用してもよい。１つの代替バリエーションは、機械的固着法を使用するアンテナ組立を含んでもよい。例えば、図１５は、分解された状態の組立体として、機械的なネジ接合の断面図で示されたバリエーション、又は「ネジ込み式」のバリエーション２４０を示す。見られるように、近位部分２４２は、第１及び第２の接合嵌め合い区分（それぞれ２５２、２５４）を有する接合部材を使用して先端部２４４に接合すればよい。
【００４３】
接合部材２４６は、好適には、上記で説明した誘電体材料の何れかによって構成される。また、接合部材２４６に接触する溝２４８、２６０の内側にも、誘電体被覆又は層を塗布してもよい。第１及び第２の嵌め合い区分２５２、２５４はそれぞれ、各区分２５２、２５４のネジピッチが互いに反対になるように、即ち、ネジ２５６のピッチ角がネジ２５８の角度と反対になるようにネジ２５６、２５８を切ってもよい。また、各区分２５２、２５４のネジピッチは、アンテナ組立を容易にするため、同様の角度になるよう構成してもよい。近位部分２４２は、第１の嵌め合い区分２５２のネジ２５６のピッチ及び角度に対応する所定のピッチでネジ２５０を切った受けキャビティ又は溝２４８を有してもよい。同様に、先端部分２４４は、第２の嵌め合い区分２５４のネジ２５８のピッチ及び角度に対応する所定のピッチでネジ２６２を切った受けキャビティ又は溝２６０を有してもよい。近位部分２４２と先端部分２４４とを一緒に接合部材２４６にネジ込んでバリエーション２４０を組立てる際、ピッチ角を反対にして、確実な嵌合又は接合を保証してもよい。
【００４４】
さらに別の嵌め合い式バリエーション２７０を図１６に示す。ここでは、近位部分２７２は、ネジ付き受け溝２７８を介して先端部分２８２に対応してネジ込める所定のピッチ及び角度でネジを切った近位嵌め合い区分２７４を有してもよい。溝２７８は、好適には、嵌め合い区分２７４のネジ２７６に一致し、緊密な嵌合と確実な接合を保証するネジ２８０を有する。バリエーション２７０は、近位部分２７２の嵌め合い区分２７４と先端部分２８２の受け溝２７８とを示しているが、嵌め合い区分を先端部分２８２に配置し、近位部分２７２に配置された対応する受け溝に挿入するようにしてもよい。好適には、図示されるように、誘電体被覆又は層２８４を溝２７８の内側又は嵌め合い区分２７４の外部表面の何れか（又は両方）に塗布し、近位部分及び先端部分（それぞれ２７２、２８２）間の接触を防止する。
【００４５】
重ね合せによるアンテナ組立
アンテナ組立の別のバリエーションは、近位及び先端部分を互いに取り付ける重ね又は嵌合継手の使用によるものである。図１７は、圧着又は重ねによるバリエーション２９０を示す。近位部分２９２は、好適には、内部導体３０２により、かつ近位部分２９２の先端端部区分を圧着により、先端チップ又は先端部分２９４に取り付けられ、部分２９４は、成形物３００を介して定位置に保持され、この成形物３００も、好適には、生体適合熱硬化性プラスチック又はポリマー（本出願で説明された誘電体材料の何れかを含む）といった誘電体である。先端端部区分、即ち、圧着された誘電体２９６と圧着された外部導体２９８とは、好適には、先端端部に向かって直径が小さくなるように圧着又は先細にされる一方、誘電体２９６のうち、圧着された外部導体２９８に近い部分は、図示されるように、成形物３００を内部に形成するように部分的に除去してもよい。内部導体３０２を近位及び先端部分（それぞれ２９２、２９４）の間に保持しつつ、組立体を保持する金型又はプリフォーム内で成形物３００を射出成形して、両部分２９２、２９４と一体の構造を形成してもよい。また、成形物３００は、図１７に示されるような先細の端部といった望ましい用途に応じて様々な形状に成形してもよい。
【００４６】
図１８は、近位部分３１２が、好適には、先端部分３１４を受け入れ保持するよう構成された別のバリエーション３１０を示す。近位部分３１２は、部分３１２内に受け溝３１８を形成するよう部分的に除去された誘電体材料３１６の先端区分を有してもよい。図示されるように、先端部分３１４は、部分３１４が部分的に誘電体材料３１６の内部にあり、一部が外部にあるように、この溝３１８内にぴったりと合って配置されてもよい。誘電体材料３１６の層３２０を外部導体３２２と先端部分３１４との間に残し、両者間に絶縁隔壁を形成してもよい。また、誘電体層３２０は、誘電体３１６と異なる材料から形成してもよい。アンテナの組織への挿入をさらに助けるため、先端部分３１４の先端端部を、外部導体３２２の先端端部と共に先細にして挿入を容易にしてもよい。近位及び先端部分（それぞれ３１２、３１４）の間の重ね区間は、アンテナ３１０の望ましい曲げ抵抗及び望ましい強度に応じて変化してもよい。
【００４７】
図１９は、アンテナを組立てる重ね継手のさらに別のバリエーション３３０を示す。近位部分３３２は、好適には、先端部分３３４の嵌め合い区分３３８を受ける、部分３３２の先端端部の嵌め合い溝３４０を有する。このバリエーション３３０は、好適には、溝３４０に挿入する前に嵌め合い区分３３８の上に滑らせてかぶせることのできる重ね接合部材３３６を有する。重ね接合部材３３６は、好適には、誘電体材料であり、上記で説明したように、内部導体を先端部分３３４に取り付ける時、近位部分３３２と嵌め合い区分３３８との間で滑合して重ね継手を形成する。
【００４８】
図２０は、異なった方法の重ね取り付けを利用できるアンテナのバリエーションを示す。円筒嵌合部材３５８を有する先端部分３５０が示される。部分３５０は、好適には、近位部分３５４の外部導体内に形成される対応する受け溝３５６に、部材３５８を介して挿入すればよい。図２１Ａの近位部分３５４の端面図は、円筒形状部材３５８を受けるこのバリエーションにおける溝３５６を示す。
【００４９】
円錐嵌合部材を有するのではなく、近位部分３５４’の受け溝３５６’の中に延びる独立したピン又はダウエル３６０が使用される先端部分３５２の別のバリエーションが示される。こうしたピン３６０は、先端部分３５２と一体でもよく、また先端部分３５２に挿入され保持される独立した部材でもよいが、何れの場合でも、ピン３６０は、好適には、硬質誘電体材料製又は絶縁のため誘電体材料で十分に被覆された金属製である。近位部分３５４’の端面図である図２１Ｂに見られるように、部分３５４’に沿って９０°毎に配置された溝３５６’が示される。このバリエーションでは、４つのピンが使用されているが、アンテナ組立体の望ましい強度に応じて、２つから数個までの範囲の任意数のピンを使用してもよい。こうした複数のピンを支持するため、０．０１２５〜０．０２５ｃｍ（０．００５〜０．０１０インチ）の範囲の厚さの近位部分３５４、３５４’を有することが望ましい。
【００５０】
図２２は、重ね締り嵌めのバリエーション３７０によるアンテナ組立体を示す。見られるように、近位部分３７２は、好適には、２つの部分３７２、３７４の間で締り嵌め、即ち摩擦によって嵌合する接合部材３７６によって先端部分３７４に取り付ければよい。接合部材３７６は、好適には、直径Ｄ2を有する第１及び第２の区分３８２、３８４を有してもよい。近位部分３７２の受け溝３７８は、好適には、直径Ｄ1を有し、先端部分３７４の受け溝３８０も、直径Ｄ1又はＤ2より小さい直径を有する。即ち、直径Ｄ1は、接合部３７６と部分３７２及び３７４との間に締り嵌めが形成されるような、Ｄ2より小さいある値である。従って、先端部分３７４は近位部分３７２に摩擦によって保持される。
【００５１】
図２３は、好適には、それぞれの溝４００と４０４に受けられる多数のピン３９８、４０２によって、近位部分３９２と先端部分３９４との間に保持される接合部材３９６を利用する別の締り嵌めのバリエーション３９０を示す。即ち、上記で説明したように、近位部分３９２から延びる任意数のピン３９８を対応する溝４００に挿入すればよく、先端部分３９４から延びる任意数のピン４０２も同様に対応する溝４０４に挿入すればよい。
【００５２】
図２４は、近位部分４１２が先端部分４１４を受ける受け溝４１６を有する重ね及び嵌合のバリエーション４１０を示す。溝４１６の中には、外部導体の表面に形成された複数のくぼみ４１８があればよい。こうしたくぼみ４１８は、好適には、先端部分４１４に半径方向に配置された突起４２０がくぼみ４１８に挿入され嵌め合う時、直角三角形のような固定形状として構成される。突起４２０は、好適には、先端部分４１４の表面から延び、好適には、外部表面上に半径方向に配置される隆起である。また、重ね継手の望ましい強度に応じて、例えば、２つから数個までの任意数の突起４２０を利用してもよいが、好適には、互いに半径方向に等間隔とする。先端部分４１４の溝４１６への挿入を容易にするため、突起４２０は、先端部分４１４に可撓式に取り付けられたいくつかの対応する支持部材４２２の端部に配置してもよい。支持部材４２２は、突起４２０が挿入の際、少なくとも部分的に先端部分４１４の外部表面内に少なくとも部分的に後退するので、先端部分４１４が溝４１６に完全に挿入されると、突起４２０は、くぼみ４１８の中で拡大し、それと密接に嵌め合うので、先端部分４１４は、近位部分４１２に対して固定式に保持される。２つの部分４１２、４１４の間を絶縁するため、誘電体材料を溝４１６内又は先端部分４１４上に被覆又は吹き付けしてもよい。
【００５３】
図２５は、図２４に示されたもののさらに別のバリエーション４３０を示す。近位部分４３２は、重ね継手によって先端部分４３４に取り付ければよく、その際、先端部分４３４の嵌め合い区分４３８を受け溝４３６に挿入すればよい。一旦挿入したら、先端部分４３４は、対応するくぼみ４４４の中に密接に嵌め合う突起４４２によって近位部分４３２に保持すればよい。先端部分４３４は、全体を誘電体材料製としてもよく、又嵌め合い区分４３８を少なくとも部分的に誘電体材料製とし、先端部分４３４の残りの部分は、金属製としてもよい。さらに強い接合を保証するため、くぼみ４４４は、好適には、溝４３６の表面に形成されたくぼみ４４４から近位部分４３２の外部表面へと半径方向に延びるいくつかのアクセス溝４４０を有してもよい。アクセス溝４４０を使用して（一旦くぼみ４４４内に嵌め合わされた）突起４４２へのアクセスを提供し、溶接、はんだ付け、蝋付け、又は接着剤の塗布によって近位部分にさらに固定してもよい。
【００５４】
先端チップ又は先端部分取り付けの代替方法
マイクロ波アンテナを組立てる様々な方法とは別に、先端チップ又は先端放射部分を組立体の残りの部分に取り付ける多様な方法が存在する。望ましいアンテナ組立体の特性に応じて、以下に説明する様々な方法を、本出願で説明される何れかの組立体のバリエーションで使用してもよい。
【００５５】
図２６は、内部導体４５６を介して近位部分４５２にネジ込まれる先端部分４５４を有するマイクロ波アンテナの部分組立体を示す。内部導体４５６の先端部は、好適には、外部表面にネジ４５８が切られている。それに対応して、先端部分４５４内の受け溝４６０も、内部導体４５６のネジ付き部分４５８を受けるように、同様なネジを切る。組立の際、先端部分４５４は、内部導体４５８によって近位部分４５２にネジ込めばよい。即ち、近位部分４５２と先端部分４５４を互いに保持する力は、先端部分４５４を内部導体４５６に沿ってネジ込み又は前進させる量及び角度によって変化しうるので、望ましい用途又は適用に応じて、アンテナの剛性又は強度を変化させることができる。このバリエーションでは、先端部分４５４は、例えば、ポリマーのような非金属材料製で、直接、近位部分４５２に取り付けてもよい。また、先端部分４５４は金属材料製とし、上記で説明したように、誘電体接合部材と共に使用してもよい。
【００５６】
図２７は、先端部分を組立てる別のバリエーションを、分割可能な先端部分４７０の等角分解図で示す。先端部分４７０は、第１の片割れ４７２と第２の片割れ４７４とを有する分割可能先端部分から構成すればよい。２つの片割れ４７２、４７４に分割されたものが示されているが、先端部分４７０は、３つ又はそれ以上といった多数の部分に分割してもよい。隣接する表面に、内部導体４８０を受けるアンカー溝４７６を形成し、溝４７６の一部は、先端部分４７０内に内部導体４８０の先端部を保持するアンカー要素４８２を受けるように、構成し、即ち、拡大してもよい。内部導体４８０は、好適には、先端部をアンカー要素４８２となるように、丸めたり平らにしたりするか、又は、独立したアンカー機構を先端部に取り付けることによって、内部導体４８０の先端部に形成されたアンカー要素４８２を有する。内部導体４８０とアンカー要素４８２とをアンカー溝４７６内に配置したら、２つの片割れ４７２、４７４を互いに取り付け、それによって、アンカー要素４８２を内部に固定して保持すればよい。先端部片割れ４７２、４７４を互いに取り付けたら、両者を一方又は両方の片割れ４７２、４７４上のいくつかの整合突起４７８によって互いに整合して位置決めし、両方の片割れは、例えば、溶接、蝋付け、はんだ付け、接着剤、スナップ嵌合等といった何らかの方法によって互いに保持すればよい。
【００５７】
先端部分を取り付ける別のバリエーションが図２８に示されるが、これは多段部分４９０の分解側面図である。先端部分は、互いに嵌合して先端部分を形成する多数の区分から構成してもよい。即ち、近位部分４９２及び接合部材４９４（これらは、このバリエーションでは使用してもしなくてもよい）を他の何れかのバリエーションと同様に組立てる一方で、先端部分は、第１の区分４９６を有し、内部導体５０６は、アクセス溝５０２を通ってそれを貫通してもよい。内部導体５０６の先端チップが接合部材４９４とアクセス溝５０２とを貫通したら、上記で説明した何れかの取り付け方法によって、アクセス溝５０２の端部で第１の区分４９６に取り付ければよい。次に、第１の区分４９６は、嵌め合い区分５００を受け溝５０４に嵌合させることによって第２の区分４９８と組み合わせればよい。部分４９０に示されるような多段部分を使用することで、まず、近位部分を先端部分に取り付け、望まれる用途に応じて、先端部分の先端を可変的に変更すればよい。
【００５８】
先端チップ又は先端部分のアンテナ組立体への取り付けをさらに助けるため、組立と患者内部での使用を容易にする様々な先端部分を使用してもよい。前に説明したように、先端チップは、好適には、先細となって先端を終端としており、最小の抵抗でアンテナを組織に挿入することを容易にしている。また、先端部分への内部導体の取り付けは、内部導体が先端部分内で溶接、はんだ付け等によって取り付けられるように、先端部分内に形成されたアクセス溝によって容易にしてもよい。この組立工程をさらに容易にするため、先端チップは、図２９に見られるように、チップを終端とする弓形又は湾曲面に成形してもよい。代替先端チップ５１０の断面側面図に示されるように、代替先端チップ５１０は、取り付けられるアンテナによって規定される縦軸の中心から外れて先端チップ５１４が形成されるように先端方向に傾斜した弓形又は湾曲面５１２を有してもよい。即ち、内部導体５１８はアクセス溝５１６を通り、説明された何れかの方法によって代替先端チップ５１０に取り付ければよく、それによって先端チップ５１４は必要に応じて尖らされ、アクセス溝５１６はアンテナの縦軸に沿って保持され組立を容易にする。
【００５９】
代替先端部分の取り付け
上記で説明したように、波長λを有するエネルギーは、マイクロ波アンテナを通って伝達され、その後周囲媒体に放射される。オペレーションにおいて、波長λを有するマイクロ波エネルギーは、アンテナ組立体を通じて近位及び先端両方の放射部分に沿って伝達される。その後、このエネルギーは、周囲媒体に放射される。有効な放射のためのアンテナの長さは、少なくとも実効波長λeffに依存し、これは、放射を受ける媒体の誘電特性に依存する。実効波長を有するエネルギーが放射され、それに続いて周囲媒体が加熱される。波長λのマイクロ波エネルギーが伝達されるアンテナ組立体は、例えば、胸部組織に対する肝臓組織といった周囲媒体に依存して異なる実効波長λeffを有する。また、アンテナ組立体の上に配置される被覆も、実効波長λeffに影響される。
【００６０】
即ち、異なる直径を有する様々な先端部分が図３０〜図３２に示される。例えば、図３０は、比較の目的で、上記で説明したように、近位部分５２２から先端部分５２４まで一定の直径を有し、必要に応じて熱収縮層５２６で被覆された代表的なアンテナ５２０を示す。図３１は、近位部分５２２より直径の大きい先端部分５３２を有するアンテナ５３０を示す。このバリエーションでは、熱収縮層５２６は、異なる直径の間の移行を滑らかにすることが望ましい。他方、図３２は、直径が近位部分５２２の直径より小さい先端部分５４２を有するアンテナ５４０を示す。やはり、このバリエーションでも、熱収縮層５２６は、異なる直径の間の移行を滑らかにすることが望ましい。放射される媒体の種類が異なることとは別に、先端部分の直径が変化すると実効波長の放射特性も変化することがある。従って、先端部分の直径を変化させて異なる組織種類に対する望ましい放射作用を与えてもよい。上記で説明したように、先端部分の直径の他に、熱収縮層５２６又は任意の他の誘電体及びシーラント層も、先端部分直径に加えてしかるべく変化させてもよい。図３１及び図３２では、２つのバリエーションだけが示されているが、先端チップは、多様な形状を有してよく、例えば、望ましい放射作用に応じて、段付き、傾斜、先細等であってもよい。
【００６１】
アンテナの配置
上記で説明したように、マイクロ波アンテナは、治療すべき組織及び病巣に直接挿入してもよい。しかし、挿入する際、アンテナは、ある範囲の組織、特に、例えば、胸部に見られるある組織の抵抗に遭遇することがある。マイクロ波アンテナが抵抗に遭遇し、力が加えられると、組織が損傷したり、周囲組織に対する目的組織に係る密度の差のために、不注意に押しのけられたりすることがある。従って、組織内の配置を容易にするために、ＲＦエネルギーをマイクロ波アンテナと共に利用してもよい。
【００６２】
使用の際、ＲＦエネルギーは、単に、アンテナが組織を通じて前進する時間中、ずっと放射したままでもよいし、アンテナが組織からの抵抗に遭遇する時に、必要に応じて印加又は投入してもよい。ＲＦエネルギーが起動すると、アンテナは、ＲＦエネルギーを利用して障害となる組織を切断し、さらに前進できる。一旦、アンテナを病巣又は組織の範囲内で望ましく位置決めしたら、ＲＦエネルギーは、もし、オンであればオフにして、マイクロ波エネルギーをオンにして治療を行えばよい。
【００６３】
アンテナ組立体５５０の１つのバリエーションが図３３に示される。組立体５５０は、アンテナ配置の際、切断機構としてアンテナの先端チップでＲＦエネルギーを使用してもよい。マイクロ波アンテナ５５２は、好適には、その長さの大部分が絶縁材料で覆われているが、先端チップ５５６は、ＲＦエネルギーが内部導体を通じて印加されるように絶縁しなくてもよい。先端チップのＲＦエネルギー切断機構を利用するため、内部導体は、ニチノール、タングステン、ステンレス鋼、又は何らかの他の導電性金属でよい。
【００６４】
アンテナ５５２は、ケーブル５５８を通じて、組織又は病巣内にアンテナ５５２を配置及び位置決めする際、ＲＦエネルギーを先端チップ５５６に供給するＲＦ発生器５６４に電気的に接続される。アンテナ５５２を病巣内に位置決めした後、コネクタ５６０をＲＦケーブル５６２から外し、マイクロ波ケーブル５６６を介してマイクロ波発生器５６８に取り付け、組織の治療を行うマイクロ波エネルギーを供給する。
【００６５】
また、先端チップ５５６の面積が小さければ、低出力ＲＦ発生器を利用し、マイクロ波発生器と共に一体型ユニット５６８に組み込んでもよい。また、図示されるように、必要に応じてＲＦ発生器５６４をマイクロ波発生器から物理的に分離し、独立したユニットとして電気的に接続することができる。
【００６６】
ＲＦエネルギーを利用するアンテナ組立体の別のバリエーションが図３４Ａ及び図３４Ｂに示される。このバリエーションでは、アンテナ組立体５７０は、アンテナ本体５７２を有し、内部を貫通し、その中で内部導体５７６が摺動して位置決めされるルーメン５７４を形成してもよい。アンテナを組織に挿入する際、図３４Ａに見られるように、先端チップ５７８を使用して組織に突き刺せばよい。抵抗に遭遇した場合、内部導体５７６を、ルーメン５７４を通じて先端方向に前進させ、少なくとも部分的に先端チップ５７８の外に延ばせばよい。アンテナ５７２内の内部導体５７６の移動を容易にするため、ルーメン５７６の内部表面を潤滑材料で被覆してもよく、また、内部導体５７６の外部表面を被覆してもよい。内部導体５７６を被覆する場合、内部導体５７６の先端端部分は露出したままにしておき、ＲＦエネルギーがこの露出端部で内部導体５７６を通じて供給されるようにする。アンテナ組立体５７０から伝達されるマイクロ波放射を最適化するため、図示されるように、電気チョーク５７３をアンテナ本体５７２の上に部分的に配置してもよい。電気チョーク５７３は、上記で詳細に説明した何れかのバリエーションで製作し利用してもよい。
【００６７】
上記で説明した実現可能なアンテナ配置方法及び機構の例示とは別に、配置及び組織への挿入の別のバリエーションも利用できる。可能性のあるアンテナ配置及び挿入の他の方法及び機構は、本出願と同じ所有者に所有されその全体を引用によって本出願の記載に援用する、２００２年９月１５日出願の「湾曲形状を有するマイクロ波アンテナ」と題された同時係属出願に見られる。
【００６８】
使用方法
マイクロ波アンテナを使用する際、いくつかの異なる方法を利用してもよい。図３５Ａは、組織内で単一のアンテナ５８２を利用する１つのバリエーション５８０の等角図を示す。図３５Ｂは、アンテナ５８２と、この単一のアンテナ５８２を使用して得られる切除領域又は範囲５８４の例との端面図を示す。この場合、アンテナ５８２は、直接、治療する組織内に配置すればよい。
【００６９】
図３６Ａ及び図３６Ｂは、単一のアンテナ５９２を治療する組織に沿ったいくつかの位置５９２’及び／又は５９２”の１つに位置決めする別のバリエーション５９０を示す。アンテナ５９２は、第１の位置で起動し、その後取り出して第２の位置５９２’に再位置決めして起動し、その後、取り出して再び第３の位置５９２”に再位置決めして再び起動する、等々とすればよい。アンテナの位置決め、相対配置、及び挿入の深さの順序は、この順でも、又は、変更されてもよく、組織内でアンテナを位置決め又は再位置決めする回数も、望ましい切除作用に応じて変更してよい。この例は、例示の目的でアンテナ５９２を３回位置決めするよう示しているが、本発明は、そのように制限されるものではない。図３６Ｂは、重なり合う個々の切除領域によって得られる切除領域全体の端面図を示す。
【００７０】
アンテナ使用の別のバリエーションが図３７Ａ及び図３７Ｂに示される。このバリエーションは、多数のアンテナを互いに組み合わせて利用できるアンテナ組立体６００を示す。この例は、同時に使用される第１と、第２と、第３とのアンテナ（それぞれ６０２、６０４、６０６）を示すが、望ましい切除作用に応じて任意の数のアンテナを使用すればよい。さらに、アンテナ６０２、６０４、６０６は、この例では、三角形パターンに位置決めされているよう示されているが、使用されるアンテナの数と望ましい切除作用とに応じて任意の多様なパターンを利用できる。このバリエーションでは、全体としてさらに大きい切除領域に作用するように、３つのアンテナ６０２、６０４、６０６を全て同時にオンにしてもよい。図３７Ｂは、全てのアンテナを同時にオンにした時に生じる結合切除領域６０８の例の端面図を示す。見られるように、個々のアンテナが一緒になってより大きく均一な切除領域６０８が形成される。
【００７１】
多数のアンテナを同時に使用する際、アンテナに供給するエネルギーを周期的に又はパルス的に作用させ、複合切除領域を生成してもよい。アンテナ６０２、６０４、６０６を同時にオンにする代わり、単一のユニットからの出力を多重化し周期化することによって多数チャネルを使用し、周期的に通電してもよい。各アンテナは、通常、多数の発生器の使用を必要とするが、これによって多数の発生器の使用を回避してもよい。通常、多数の発生器の使用を必要とする多チャネル発生器の効果を単一の発生器を使用することで達成してもよく、それによって、はるかに低い電力消費が得られる。例えば、３チャネルの１００Ｗ発生器システムは、単一チャネル・システムで使用され、各チャネルについて同時に出力を発生したならば、約３倍、即ち、３００Ｗの電力を必要とする。
【００７２】
図３８は、単一の発生源を使用し多重化によって多チャネルを発生するために使用されるチャネル分配器組立体６１０の概略を示す。例えば、１００Ｗの出力を有する単一のマイクロ波発生器モジュール６１８は、単一のチャネルＡを発生すればよい。単一のチャネルＡは、チャネル分配器６１２によって生成されるいくつかの独立したチャネル出力Ａ1〜ＡNの間で切り換えればよい。望ましいチャネル数と望ましい効果に応じて任意の数の多重出力を使用すればよい。使用の際、生成する切除領域に応じて出力６１６の範囲内で多数のチャネルＡ1〜ＡNにかけて、又は、任意の他の形で繰り返される。さらに、この繰り返し周期は、数分又はそれ以上の治療期間に対して、数ミリ秒から数秒までのどのような範囲とすることができる。
【００７３】
好適には、チャネル分配器６１２と電気的に接続される制御装置６１４をいくつかの目的で使用すればよい。これを使用して、繰り返し周期と、出力が繰り返されるチャネルの順序とを制御することができる。さらに、制御装置６１４は、自動システムであっても、技術者又は医師が設定するものであってもよい。アンテナへの電気接続を検出し、アンテナへのエネルギーの供給を制御するように、自動システムを設定してもよい。アンテナからの反射を監視し正しく接続されているかを判定できるシステム中の受動又は能動素子によって検出を達成することができる。技術者又は医師が設定する制御装置の場合は、エネルギー供給の手動開始を必要とするように構成してもよい。
【００７４】
上記で説明したアンテナ組立体の適用と組立体の作成方法は、高熱、切除、及び凝固治療のために使用されるマイクロ波アンテナに制限されるものではなく、任意の数のマイクロ波アンテナに係るさらに別の適用を含んでもよい。当業者に明らかな、上記で説明した組立体及び本発明を実施する方法の修正、及び、本発明の態様の変更は、請求項の範囲内にあるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１は、マイクロ波アンテナ組立体の１つに係るバリエーションの代表図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、従来のダイポール・マイクロ波アンテナ組立体の端面図及び断面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、従来のダイポール・マイクロ波アンテナ組立体の端面図及び断面図を示す。
【図３】図３は、プレストレスを与えたアンテナ組立体の１つに係るバリエーションの分解断面図を示す。
【図４】図４は、組立てられた図３のプレストレス・アンテナ組立体と組立体内に発生する応力負荷とを示す。
【図５】図５は、尖った先端チップを有するプレストレス・アンテナ組立体の別のバリエーションを示す。
【図６】図６は、不均一な接合部材を有するプレストレス・アンテナ組立体に係る別のバリエーションの分解断面図を示す。
【図７】図７は、アンテナの側面に沿って形成されたアクセス溝を有するプレストレス・アンテナ組立体のまた別のバリエーションの分解断面図を示す。
【図８】図８は、マイクロ波アンテナ組立体のプレストレス・モノポールによる１つのバリエーションを示す。
【図９Ａ】図９Ａは、電気チョークを有するプレストレス・アンテナ組立体に係る別のバリエーションの側面図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの組立体の断面図を示す。
【図１０】図１０は、図９Ｂの放射部分の１つに係るバリエーションの詳細図を示す。
【図１１】図１１は、図９Ｂの放射部分から電気チョークへの移行部の１つに係るバリエーションの詳細図を示す。
【図１２】図１２は、図９Ｂの電気チョーク内の様々な層の１つに係るバリエーションの詳細図を示す。
【図１３】図１３は、図９Ｂの給電路の１つに係るバリエーションの詳細図を示す。
【図１４】図１４は、層内部の長手方向のワイヤ又は撚り線と共に形成された、熱収縮層のような層を有する切断されたアンテナ組立体の等角図を示す。
【図１５】図１５は、機械ネジ面を有するマイクロ波アンテナ組立体の１つに係るバリエーションの分解断面側面図を示す。
【図１６】図１６は、やはり機械ネジ面を有するアンテナ組立体に係る別のバリエーションの分解断面側面図を示す。
【図１７】図１７は、アンテナ組立体の圧着又は重ねによる１つのバリエーションの断面側面図を示す。
【図１８】図１８は、重ね継手で先端部分を受け入れ及び保持するように近位部分を構成できるアンテナ組立体の断面側面図を示す。
【図１９】図１９は、重ね接合部材を伴う嵌合継手を有するアンテナ組立体の１つに係るバリエーションの分解断面側面図を示す。
【図２０】図２０は、近位部分と嵌合する先端部分継手の２つのバリエーションによるアンテナ組立体の断面側面図を示す。
【図２１Ａ】図２１Ａは、先端部分と嵌合する２つのバリエーションによる図２０の近位部分の対応する端面図を示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、先端部分と嵌合する２つのバリエーションによる図２０の近位部分の対応する端面図を示す。
【図２２】図２２は、重ね締り嵌め継手を使用してアンテナを組立てられる別のバリエーションの分解断面側面図を示す。
【図２３】図２３は、接合部材と多数のピンとによって組立てられたアンテナの分解断面側面図における別のバリエーションを示す。
【図２４】図２４は、先端部分が、近位部分内の対応するくぼみと嵌合する複数の突起を有しうる別のバリエーションの分解断面側面図を示す。
【図２５】図２５は、突起と対応する嵌合くぼみが、近位部分に形成された対応するアクセス溝を有することができ、それを通じて、先端部分が溶接、はんだ付け、蝋付け、又は接着によって近位部分に固定できる別のバリエーションを示す。
【図２６】図２６は、先端部分を内部導体にネジ込み式に取り付ける１つのバリエーションの側面図を示す。
【図３０】図２７は、内部導体を分割可能な先端部分内に固定することによって先端部分を取り付ける別のバリエーションの等角分解図を示す。
【図２８】図２８は、多段先端部分による１つのバリエーションの分解側面図を示す。
【図２９】図２９は、アンテナの組立及び組織への侵入を容易にする弓形又は湾曲傾斜面を有する代替先端部分の断面側面図を示す。
【図３０】図３０は、近位及び先端部分にわたって一定の直径を有する代表的なアンテナ組立体の組立断面側面図を示す。
【図３１】図３１は、先端部分の直径が近位部分の直径より大きい図３０のアンテナを示す。
【図３２】図３２は、先端部分の直径が近位部分の直径より小さい図３０のアンテナを示す。
【図３３】図３３は、組織への挿入を容易にし、また閉塞性組織を切断するＲＦエネルギーと共に使用可能なアンテナの１つのバリエーションを示す。
【図３４Ａ】図３４Ａは、ＲＦエネルギーを供給するために使用可能な別のバリエーションを示す。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、ＲＦエネルギーを供給するために使用可能な別のバリエーションを示す。
【図３５Ａ】図３５Ａは、単一のアンテナを使用する１つのバリエーションの等角図及び端面図を示す。
【図３５Ｂ】図３５Ｂは、単一のアンテナを使用する１つのバリエーションの等角図及び端面図を示す。
【図３６Ａ】図３６Ａは、多数の位置で単一のアンテナを使用する別のバリエーションの等角図及び端面図を示す。
【図３６Ｂ】図３６Ｂは、多数の位置で単一のアンテナを使用する別のバリエーションの等角図及び端面図を示す。
【図３７Ａ】図３７Ａは、多数の位置で多数のアンテナを使用する別のバリエーションの等角図及び端面図を示す。
【図３７Ｂ】図３７Ｂは、多数の位置で多数のアンテナを使用する別のバリエーションの等角図及び端面図を示す。
【図３８】図３８は、単一の供給源を使用して多数のチャネルを生成するチャネル分配器組立体の１つに係るバリエーションの概略例示を示す。
【図３８】
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【国際調査報告】
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