(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロ波焼灼アンテナを利用する手術の最中に組織温度を監視するシステムおよび方法の提供。【解決手段】組織を治療するためのマイクロ波焼灼システム１００は、少なくとも第１のアンテナ１０８および第２のアンテナ１１４、マイクロ波出力部１０２、およびセンサー構成部を含む。当該少なくとも第１のアンテナおよび第２のアンテナは組織への挿入に適合される。当該マイクロ波出力部は、マイクロ波エネルギーを発生するように適合され、少なくとも第１のアンテナに動作的に連結され、マイクロ波エネルギーを組織内へ伝達する。当該センサー構成部は、当該第１のアンテナおよび第２のアンテナと動作的に連結され、その間のマイクロ波エネルギーを動作的に監視する。【選択図】図１
2011050737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織を治療するためのマイクロ波焼灼システムであって、前記システムは、
組織への挿入に適合した少なくとも第１のアンテナおよび第２のアンテナと、
マイクロ波エネルギーを発生するのに適合しており、少なくとも前記第１のアンテナに動作的に連結され、前記マイクロ波エネルギーを前記組織内に伝達するマイクロ波出力部と、
前記第１のアンテナおよび第２のアンテナに動作的に連結され、その間の前記マイクロ波エネルギーを動作的に監視するのに適合したセンサー構成部と、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記センサー構成部は、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間にある組織の誘電率および伝導率のうち少なくとも１つを決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサー構成部は、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間にある組織の誘電率の変化および伝導率の変化のうち少なくとも１つを決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記センサー構成部が、監視した前記マイクロ波エネルギーを利用して組織温度を決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記センサー構成部は、監視した前記マイクロ波エネルギーを組織温度まで描く、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記マイクロ波出力部による前記マイクロ波エネルギーの発生を制御するのに適合した制御構成部であって、前記制御構成部は、前記センサー構成部と動作的に連通しており、監視した前記マイクロ波エネルギーの変化が所定の閾値に達するまで、前記マイクロ波出力部に前記マイクロ波エネルギーを発生させるように動作的に指示する制御構成部をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御構成部は、前記マイクロ波出力部および前記センサー構成部のうち少なくとも１つを有するマイクロ波発生器の外側にある、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記マイクロ波出力部は伝達モードおよび受容モードを有し、前記マイクロ波出力部は、前記伝達モードにある場合は前記マイクロ波エネルギーを発生し、前記受容モードにある場合は非治療的マイクロ波エネルギーを発生する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記センサー構成部は、前記マイクロ波出力部が前記受容モードにある場合、前記第１のアンテナによって受容されたマイクロ波エネルギーを受容する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記伝達モードおよび前記受信モードのうち少なくとも１つにある前記マイクロ波出力部を制御するように適合した制御構成部をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御構成部が、第１の期間には前記伝達モードに、第２の期間には前記受容モードにあるように前記マイクロ波出力部に指示する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
組織を治療するためのマイクロ波焼灼システムであって、前記システムは、
組織への挿入に適合した少なくとも第１のアンテナおよび第２のアンテナと、
第１の周波数の第１のマイクロ波エネルギーを発生するのに適合した第１のマイクロ波出力部であって、前記第１のマイクロ波出力部は、前記第１の周波数の第１のマイクロ波エネルギーを前記組織へ伝達するように構成される前記第１のアンテナと動作的に連結された、第１のマイクロ波出力部と、
第２の周波数の第２のマイクロ波エネルギーを発生する第２のマイクロ波出力部であって、前記第２のマイクロ波出力部は、前記第２の周波数の第２のマイクロ波エネルギーを前記組織へ伝達するように構成される前記第２のアンテナと動作的に連結された、第２のマイクロ波出力部と、
前記第２のアンテナに動作的に連結され、前記第１の周波数の第１のマイクロ波エネルギーを前記組織から受容するように適合した第１の受容器と、
前記第１のアンテナに動作的に連結され、前記第２の周波数の第２のマイクロ波エネルギーを前記組織から受容するように適合した第２の受容器と、
前記第１のアンテナおよび第２のアンテナ、および前記第１の受容器および第２の受容器と動作的に連結されるセンサー構成部であって、前記センサー構成部は、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の第１および第２のマイクロ波エネルギーのうち少なくとも１つを作動的に監視するように適合されるセンサー構成部と、
を備えるシステム。
【請求項１３】
前記第１の周波数の前記第１のマイクロ波エネルギーを大幅に濾波するのに適合した濾波器であって、前記濾波器は、前記センサー構成部と前記第１のアンテナとの間に、その間にある前記第１の周波数の前記第１のマイクロ波エネルギーを濾波するように動作的に連結される濾波器をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１のマイクロ波出力部は前記第１のマイクロ波エネルギーを発生し、前記第２のマイクロ波出力部は第１の期間に同時に前記第２のマイクロ波エネルギーを発生する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の受容器が、循環装置、断路器、および双方向性結合器のうち１つである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
組織を治療する方法であって、前記方法は、
第１のアンテナおよび第２のアンテナを設けるステップと、
前記第１のアンテナおよび第２のアンテナを組織内に挿入するステップと、
マイクロ波エネルギーを発生するステップと、
前記第１のアンテナから前記組織の中を通って前記マイクロ波エネルギーを照射するステップと、
前記第２のアンテナで前記組織から前記マイクロ波エネルギーを受容するステップと、
前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間のマイクロ波エネルギーを感知するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の誘電率、伝導率、誘電率の変化、および伝導率の変化のうち１つ以上を試算するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
感知した前記マイクロ波エネルギーを利用して組織温度を決定するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記発生ステップが、所定の閾値が満たされるまで前記マイクロ波エネルギーを発生するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記所定の閾値は、組織の誘電率、組織の伝導率、組織の誘電率の変化、組織の伝導率の変化、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の誘電率、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の伝導率、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の誘電率の変化、および、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の伝導率の変化のうち１つである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記マイクロ波エネルギーの試験パルスを発生し、それによって、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間のマイクロ波エネルギーを感知するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はマイクロ波焼灼に関する。より具体的には、本開示は、マイクロ波焼灼アンテナを利用する手術の最中に組織温度を監視するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歴史的に、機械的切開器具、外科用メス、刃付き鉗子、のこぎり、および同様のもの等の機械的道具のみを用いて手術が行われた。しかしながら、近年では、例えば特定の組織の結果を作り出す電磁エネルギーを用いて、組織を選択的に修復することによって、外科医が頻繁に電磁波を用いてより多種多様の外科的効果をもたらすことができるように、技術が進歩した。組織に加えられる電磁エネルギーの特性は、そのエネルギーがその組織に及ぼす影響に強く相関する。こうした特性はそれ故、所望の組織結果に従って変化させられる。手術の最中に一般的に適用される電磁エネルギーの一種は、マイクロ波エネルギーである。
【０００３】
特定の疾患の治療は、組織（例えば、腫瘍）またはいくつかの周囲組織の破壊を必要とする。例えば、腫瘍細胞は、周囲の正常細胞にとって有害な温度よりわずかに低い昇温で変性するということが知られている。それ故、温熱治療等の知られている治療法は、腫瘍細胞を４１℃超過の温度に加熱する一方で、隣接する正常細胞を不可逆的な細胞損傷を避けるより低い温度に維持する。このような方法は、組織にマイクロ波エネルギーを加えるステップを伴う。特に、マイクロ波エネルギーは組織を凝固または焼灼するために用いられる。罹患組織を治療するために用いられる別の方法は、罹患した臓器、組織、または解剖構造の一部を切除することである。例えば、肝臓は罹患組織と正常組織を含み得る。１つの治療選択肢は、罹患組織を含む肝臓の一部の切除を容易にするために、肝臓組織の幾らかををあらかじめ凝固および焼灼することである。切除の最中の出血を減少させ、かつ実際の組織の切除を容易にするために、切除の前に組織をあらかじめ凝固するこうした種類の手順の最中に、マイクロ波エネルギーを用いることができる。
【０００４】
組織を貫通することができるアンテナを通じて、組織にマイクロ波エネルギーを加えてよい。単極アンテナおよび双極アンテナ等の、何種かのマイクロ波アンテナがある。単極アンテナおよび双極アンテナでは、マイクロ波エネルギーのほとんどが導体の軸から垂直に離れて放射する。単極アンテナは、マイクロ波エネルギーを伝達する単一で伸長した導体を含む。典型的な双極アンテナは、互いに平行で、かつ、その間に絶縁体が配置された状態で、互いに対して端と端を接して配置された２つの伸長した導体を有する。導体のそれぞれは典型的に、両方の導体の総計の長さをマイクロ波エネルギーの波長の約１／２にするマイクロ波エネルギーの波長の長さの約１／４である。
【発明の概要】
【０００５】
本開示はマイクロ波焼灼に関する。より具体的には、本開示は、マイクロ波焼灼アンテナを利用する手術の最中に組織温度を監視するシステムおよび方法に関する。
【０００６】
本開示の１つの実施形態では、組織を治療するためのマイクロ波焼灼システムは、第１のアンテナおよび第２のアンテナ、マイクロ波出力部、およびセンサー構成部を含む。当該少なくとも第１のアンテナおよび第２のアンテナは、組織への挿入に適合している。当該マイクロ波出力部は、マイクロ波エネルギーを発生するのに適合しており、少なくとも当該第１のアンテナに動作的に連結され、マイクロ波エネルギーを組織内に伝達する。当該センサー構成部は、当該第１のアンテナおよび第２のアンテナに動作的に連結され、その間のマイクロ波エネルギーを動作的に監視する。当該センサー構成部は、当該第１のアンテナおよび第２のアンテナの間にある組織の誘電率、伝導率、誘電率の変化、および伝導率の変化のうち１つ以上を決定する。当該センサー構成部は、その監視したマイクロ波エネルギーを利用して組織温度を決定することができ、および／または、マイクロ波エネルギーを組織温度まで描く。
【０００７】
本開示の別の実施形態では、当該システムはさらに制御構成部を含む。当該制御構成部は、当該マイクロ波出力部によってマイクロ波エネルギーの発生を制御する。当該制御構成部は、当該センサー構成部と動作的に連通しており、マイクロ波エネルギーにおける監視したパラメーターが所定の閾値に達するまで、当該マイクロ波出力部にマイクロ波エネルギーを発生させるように動作的に指示する。当該制御構成部は、マイクロ波発生器の外側にあってよい。当該マイクロ波出力部は伝達モードと受容モードを有する。当該マイクロ波出力部は、伝達モードにある場合はマイクロ波エネルギーを発生し、受容モードにある場合は非治療的マイクロ波エネルギーを発生するか、またはマイクロ波エネルギーを全く発生しない。当該制御構成部は、当該制御構成部が伝達モードおよび受容モードのうち１つにあるように、当該マイクロ波出力部を制御する（例えば、特定のマイクロ波出力部の伝達モードと受容モードは、互いに対して相互に限定されてよい）。当該制御構成部は、第１の期間には伝達モードに、第２の期間には受容モードにあるように当該マイクロ波出力部に指示する。当該センサー構成部は、当該マイクロ波出力部が受容モードにある場合、当該第１のアンテナによって受容されたマイクロ波エネルギーを受容する。
【０００８】
本開示の別の実施形態では、組織を治療するためのマイクロ波焼灼システムは、少なくとも第１および第２のアンテナ、第１および第２のマイクロ波出力部、第１および第２の受容器、およびセンサー構成部を含む。当該第１および第２のアンテナは、組織への挿入に適合している。当該第１のマイクロ波出力部は、第１の周波数の第１のマイクロ波エネルギーを発生する。当該第１のマイクロ波出力部は、当該第１のアンテナと動作的に連結され、第１の周波数の第１のマイクロ波エネルギーを組織へ伝達するように構成される。当該第２のマイクロ波出力部は、第２の周波数の第２のマイクロ波エネルギーを発生するように適合している。当該第２のマイクロ波出力部は、当該第２のアンテナと動作的に連結され、第２の周波数の第２のマイクロ波エネルギーを組織へ伝達するように構成される。
【０００９】
当該第１の受容器は、当該第２のアンテナに動作的に連結され、第１の周波数の第１のマイクロ波エネルギーを組織から受容するように適合される。当該第２の受容器は、当該第１のアンテナに動作的に連結され、第２の周波数の第２のマイクロ波エネルギーを組織から受容するように適合される。当該第１および／または第２の受容器は、循環装置、断路器、および／または双方向性結合器のうち１つであってよい。当該センサー構成部は、当該第１のアンテナおよび第２のアンテナ、および当該第１の受容器および第２の受容器と動作的に連結される。当該センサー構成部は、当該第１のアンテナおよび第２のアンテナの間にある第１および第２のマイクロ波エネルギーのうち一方または両方を作動的に監視するように適合される。当該システムは濾波器をさらに含んでよい。当該濾波器は、第１の周波数の第１のマイクロ波エネルギーを大幅に濾波する。当該濾波器は、当該センサー構成部と当該第１のアンテナとの間にある第１の周波数の第１のマイクロ波エネルギーを濾波するように、その間で動作的に連結される。当該第１のマイクロ波出力部が第１のマイクロ波エネルギーを発生し得る一方、当該第２のマイクロ波出力部は、第１の期間に第２のマイクロ波エネルギーを同時に発生する。
【００１０】
なお本開示の別の実施形態では、組織を治療する方法は、第１および第２のアンテナを設けるステップ、前記第１および第２のアンテナを組織内に挿入するステップ、マイクロ波エネルギーを発生するステップ、マイクロ波エネルギーを前記第１のアンテナから組織の中を通って照射するステップ、前記マイクロ波エネルギーを前記第２のアンテナで前記組織から受容するステップ、および、前記第１および第２のアンテナの間にある前記マイクロ波エネルギーを感知するステップを含む。当該方法は、前記第１および第２のアンテナの間の誘電率、伝導率、誘電率の変化、および伝導率の変化のうち少なくとも１つを試算するステップをさらに含んでよい。
【００１１】
追加的または代替的に、当該方法は、感知したマイクロ波エネルギーを用いて組織温度を決定するステップ、および／または、所定の閾値が満たされるまで前記マイクロ波エネルギーを発生するステップを含んでよい。当該所定の閾値は、組織の誘電率、組織の伝導率、組織の誘電率の変化、組織の伝導率の変化、当該第１および第２のアンテナの間の誘電率、当該第１および第２のアンテナの間の伝導率、当該第１および第２のアンテナの間の誘電率の変化、および、当該第１および第２のアンテナの間の伝導率の変化のうち１つである。当該方法は、マイクロ波エネルギーの試験パルスを発生し、それによって、当該第１のアンテナおよび第２のアンテナの間のマイクロ波エネルギーを感知するステップ、および／または、前記マイクロ波エネルギーを前記第２のアンテナから照射するステップをさらに含んでよい。
【００１２】
こうした利点および他の利点は、下記の図面を参照して、本開示の様々な実施形態の以下の詳細な記述からより明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示による、組織温度の監視を伴うマイクロ波焼灼システムの模式図である。
【図２】本開示によるマイクロ波焼灼システムによる使用のための、図１のマイクロ波発生器の模式図である。
【図３】本開示による、組織温度の監視を伴い、かつ外部制御構成部を有する、マイクロ波焼灼システムの模式図である。
【図４】本開示による、図３のシステムを伴う使用のためのマイクロ波発生器の模式図である。
【図５Ａ】本開示による、組織温度の監視を利用する間に、組織をマイクロ波エネルギーで治療するための方法のフローチャートである。
【図５Ｂ】本開示による、組織温度の監視を利用する間に、組織をマイクロ波エネルギーで治療するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の具体的な実施形態は、添付図面を参照して下文に記載されている。以下の記述では、不必要な詳細にて本開示を曖昧にすることを避けるために、十分に知られている機能または構成は詳細に記載されていない。
【００１５】
図面を参照すると、図１は、本開示による、組織温度の監視を伴うマイクロ波焼灼システム１００の模式図である。マイクロ波システム１００は、マイクロ波エネルギーを手術器具１０６に導くケーブル１０４に電気的に連結されたマイクロ波発生器１０２を含む。手術器具１０６は、患者Ｐの組織を治療するアンテナ１０８を含む。マイクロ波システム１００は、患者Ｐの組織を治療するために、アンテナ１１４を有する手術器具１１２にマイクロ波エネルギーを導くケーブル１１０も含む。アンテナ１０８および１１４は、十分なマイクロ波エネルギーが吸収される際に組織を焼灼するために、マイクロ波エネルギーを患者Ｐの組織に伝達する。描写されていない追加の実施形態では、２つより多い手術器具および／または２つより多いアンテナが用いられ得る。マイクロ波発生器１０２は、組織温度、治療時間、治療完了、および同様のものを決定および／または試算するために、アンテナ１０８および１１４の間の組織特性を測定することができる。マイクロ波発生器１０２は、アンテナ１０８および１１４の間にある組織の誘電率および伝導率、アンテナ１０８および１１４の間にある組織の誘電率の変化および伝導率の変化のうち１つ以上を監視する。追加的または代替的に、マイクロ波発生器１０２は、監視したマイクロ波エネルギーを利用して組織温度を決定する（例えば、マイクロ波発生器１０２は、監視したマイクロ波エネルギーの感知したパラメーターを組織温度まで描く）。
【００１６】
マイクロ波発生器１０２は、グラフィカルユーザーインターフェース１１６およびダイヤル計器１１８を含む。マイクロ波発生器１０２は、ツマミ、ダイヤル、スイッチ、ボタン、表示部、および、制御、指示、および／または操作のための同様のもの等の、他の適切な入力機器または出力機器も含んでよい。手術器具１０６および１１２は、マイクロ波エネルギーを発生するようにマイクロ波発生器１０２と連通するボタン（図示せず）を含み得る。マイクロ波システム１００は、マイクロ波発生器１０２に接続するフットスイッチ（描写せず）も含んでよい。作動する際に、当該フットスイッチは、マイクロ波発生器１０２にマイクロ波エネルギーを発生させることができる。手術器具１０６および１１２、またはフットスイッチのボタンを利用することで、マイクロ波発生器１０２の位置にかかわらず患者Ｐの付近に残留する間に、外科医がマイクロ波エネルギーを活性化させることが可能になる。
【００１７】
図面を参照すると、図２は、本開示による図１のマイクロ波発生器１０２の模式図である。マイクロ波発生器１０２は、ユーザーインターフェース２００、動力供給装置２０２、制御構成部２０４、マイクロ波出力部２０６および２０８、およびセンサー構成部２１０を含む。センサー構成部２１０は、濾波器２１６および２１８をそれぞれ通じて、循環装置２１２および２１３に連結される。センサー構成部２１０は、センサー２２０および２２２にも連結される。センサー２２０は、アンテナ１０８に送られた前方動力および反射動力を測定することができる。追加的に、センサー２２２は、アンテナ１１４に送られた前方動力および反射動力を測定することができる。制御構成部２０４は、処理装置２２４および記憶装置２２６を含む。センサー構成部２１０は制御構成部２０４に連結され、アンテナ１０８および１１４の間で監視したマイクロ波エネルギーに関連するデータを交換する（以下でより詳細に記載されている）。
【００１８】
マイクロ波発生器１０２は、ハードウェア、ソフトウェア、実行中のソフトウェア、バイトコード、マイクロコード、ファームウェア、回路構成部、プログラム可能な論理機器、同様のもの、またはこれらのいくつかの十分な組み合わせで完全または部分的に実装されてよい。マイクロ波発生器１０２はネットワーク（例えば、インターネット）に接続されてよく、ＲＳ−２３２接続部、イーサネット（登録商標）接続部、またはＧＰＩＢ接続部、および同様のもの等の、デジタルまたはアナログの接続機器を含んでよい。
【００１９】
マイクロ波発生器１０２は制御構成部２０４によって制御される。制御構成部２０４は、制御装置、制御モジュール、および／または制御盤とも呼ばれてよい。制御構成部２０４は、処理装置２２４および記憶装置２２６を含む。処理装置２２４は、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラー、論理回路構成部、または半導体系論理機器であってよい。記憶装置２２６は、プログラムデータ、変数、スタック、ヒープ、および同様のものを含んでよい。制御構成部２０４は、シリアルバスインターフェースおよびパラレルバスインターフェース等の通信インターフェースを含んでよく、関連するＩ／Ｏバッファ、フラグ、または担当する回路構成部を含んでもよい。追加的に、制御構成部２０４は、アナログ−デジタル変換器および／またはデジタル−アナログ変換器を含んでよい。
【００２０】
制御構成部２０４は、ユーザーインターフェース２００と動作的に連通しており、そこから使用者データを受信することができる。ユーザーインターフェース２００は、フットスイッチ、スイッチ、ダイヤル、スクリーン、タッチスクリーン、スピーカー、マイクロフォン、または同様のもの、および担当する回路構成部等の、機械的または電気的なインターフェースも含んでよい。制御構成部２０４は、動力供給装置２０２と動作的に連通している。動力供給装置２０２は制御構成部２０４から指示を受け取り、マイクロ波出力部２０６および２０８に十分な動力を供給することができる。制御構成部２０４は、動力供給装置２０２を通じて直接的または間接的にマイクロ波出力部２０６および２０８を制御することができる。
【００２１】
マイクロ波出力部２０６および２０８は、単一の波長、複数の波長、または様々な波長を有するマイクロ波エネルギーを出力することができる。アンテナ１０８または１１８の有効波長は異なり得、周囲組織の種類、周囲組織の状態、および／または、焼灼手順の進行状況に基づいて変化し得る。マイクロ波出力部２０６および／または２０８は、アンテナ１０８または１１４のうち１つ以上の有効波長を「探知」または「一致」するように、マイクロ波エネルギーの波長を変化させることができる。動力供給装置２０２がマイクロ波出力部２０６および２０８に動力を供給する一方で、制御構成部２０４は入／切時間および／または負荷サイクルを制御する。制御構成部２０４は、マイクロ波エネルギーを制御する１つ以上の変調技術（例えば、パルス幅変調技術）を利用することができる。代替的に、制御構成部２０４は、動力供給装置２２４を制御するための波形を発生するＡＳＩＣチップ等の、別の半導体機器（図示せず）にデジタルコードを送信することができる。
【００２２】
制御構成部２０４は、マイクロ波エネルギーの発生を制御するために、センサー２２０および２２２によって測定され、センサー構成部２１０によって処理されたフィードバック等のフィードバックを利用することができる。センサー２２０および２２２は、方向性結合器等のマイクロ波システム内で利用される任意のセンサーであってよい。例えば、センサー２２０および２２２は、センサー構成部２１０と連動して、マイクロ波力出力、Ｓパラメーター、前方動力、反射動力、および／または同様のものを測定することができる。制御構成部２２４は、センサー構成部２１０からの信号を用い、マイクロ波エネルギーの発生を制御することができる。センサー構成部２１０からの信号は、アナログ信号でもデジタル信号でもよい。例えば、制御構成部２０４は、発生したマイクロ波エネルギーに対してどのような調節を行うかを決定するために、センサー構成部２１０からの１つ以上の信号を（ＰＩＤアルゴリズム内等の）「誤差」信号として用いてフィードバック型制御アルゴリズムを実行することができる。その誤差信号は運搬されるマイクロ波力に一致し得る。
【００２３】
センサー構成部２１０は、アンテナ１０８および１１４の間で監視したマイクロ波エネルギーを利用して組織温度を決定する。センサー構成部２１０は、アンテナ１０８および１１４の間にある組織の誘電率および伝導率、および／または、アンテナ１０８および１１４の間にある組織の誘電率の変化および伝導率の変化を決定することができる。制御構成部２０４は、センサー構成部２１０から受信したデータを描く。その測定したパラメーターは、組織温度を決定するために描かれ得る。別の実施形態では、センサー構成部２１０はデータ測定したパラメーターを描き、決定した組織温度を制御構成部２０４に伝える。制御構成部２０４は、監視したマイクロ波エネルギーの変化が所定の閾値に達するまで、マイクロ波エネルギーの発生を制御することができる。
【００２４】
マイクロ波出力部２０６および２０８は、伝達モードおよび受容モードを有し得る。マイクロ波出力部２０６は伝達モードにあり、マイクロ波出力部２０８は受容モードにあり、組織の測定はセンサー構成部２１０によって行われる。追加的に、マイクロ波出力部２０８が伝達モードにある場合、マイクロ波出力部２０６は受容モードにある。マイクロ波出力部２０６および２０８のうち１つが伝達モードにある場合、マイクロ波エネルギーは伝達モードにあるマイクロ波出力部によって発生される。マイクロ波出力部２０６および２０８のうち１つが受容モードにある場合、受容モードにあるマイクロ波出力部によって、非治療的エネルギーが発生されるか、またはマイクロ波エネルギーは全く発生されない。マイクロ波出力部２０６および／または２０８の何れかの受容モードは、組織特性を確認するために、例えば、組織温度を測定するために用いられてよい。
【００２５】
例示的な実施形態を考慮すると、制御構成部２０４は、マイクロ波出力部２０６および２０８の両方を伝達モードに設定し、数秒の間組織にマイクロ波エネルギーを加える。制御構成部２０４は、アンテナ１０８を通じてマイクロ波エネルギーを受容することによって、センサー構成部２１２がアンテナ１１４から伝達されたマイクロ波エネルギーを受容するように、マイクロ波出力部２０６を受容モードに設定する。制御構成部２０４は、マイクロ波出力部２０６を１０分の数秒の間受容モードに設定する。センサー構成部２１０は、マイクロ波出力部２０６が受容モードにある間、その間のマイクロ波エネルギーを監視する。組織パラメーターが決定され、制御構成部２０４はマイクロ波出力部の設定を伝達モードに戻す。数秒後、制御構成部２０４は、アンテナ１１４を通じてマイクロ波エネルギーを受容することによって、センサー構成部２１２がアンテナ１０８から伝達されたマイクロ波エネルギーを受容するように、マイクロ波入力部２０８を受容モードに設定する。制御構成部２０４は、マイクロ波出力部２０８を１０分の数秒の間受容モードに設定する。センサー構成部２１０は、マイクロ波出力部２０８が受容モードにある間、その間のマイクロ波エネルギーを監視する。組織パラメーターが決定され、制御構成部２０８はマイクロ波出力部の設定を伝達モードに戻す。マイクロ波出力部２０６および２０８の両方が、約９５％の時間、または９５％より多い時間伝達モードに設定されてよい。制御構成部２０４は、ユーザーインターフェース２００を通じて使用者に警告を発する間、いつその所定のパラメーターが所定の閾値に達し、治療を止めるかを決定する。
【００２６】
循環装置２１２および２１４は、アンテナ１０８および１１４から発するマイクロ波エネルギーをそれぞれセンサー構成部２１０に向ける。追加的に、循環装置２１２および２１４は、マイクロ波エネルギー成分をマイクロ波出力部２０６および２０８からアンテナ１０８および１１４にそれぞれ向ける。描写されていない他の実施形態では、マイクロ波発生器１０２は、断路器、双方向性結合器、および同様のものを含み得、循環装置２１２および／または２１４の代わりに用いられてよい。
【００２７】
本開示の別の実施形態では、マイクロ波出力部２０６および２０８が両方伝達モードにある間に組織パラメーターが決定される。マイクロ波出力部２０６は第１の周波数のマイクロ波エネルギーを伝達し、マイクロ波出力部２０８は第２の周波数のマイクロ波エネルギーを伝達する。濾波器２１６および２１８は、マイクロ波エネルギーが濾波器２１６および２１８からそれぞれセンサー構成部２１０への組織発光を通じた移動を有するように、循環装置２１２および２１４から周波数を濾去する。
【００２８】
図面を参照すると、図３は、組織温度の監視を伴い、かつ本開示による外部制御構成部３００を有する、マイクロ波焼灼システム１００’の模式図である。外部制御構成部３００は、マイクロ波発生器１０２’に連結される。外部制御構成部３００は、組織パラメーターが図１のマイクロ波発生器１０２と同様に決定され得るように、マイクロ波発生器１０２’の発生を制御する。例えば、外部制御構成部３００は、マイクロ波エネルギーを発生するようにマイクロ波発生器１０２’のうち一方に指示する一方、アンテナ１０８および１１４の間にある組織の誘電率および伝導率、および／または、アンテナ１０８および１１４の間にある組織の誘電率の変化および伝導率の変化を決定するために他方の発生器からデータを受信することができる。図３に描写されている１つの実施形態では、発生器１０２’は伝達モードおよび受容モードをそれぞれ有し得る。その測定したパラメーターは、外部制御構成部３００によって組織温度を決定するために描かれ得る。
【００２９】
図４は、本開示による図３のマイクロ波発生器１０２’の１つの模式図である。マイクロ波発生器１０２’は、ユーザーインターフェース２００’、動力供給装置２０２’、制御構成部２０４’、マイクロ波出力部２０６’、センサー構成部２１０’、および通信構成部４００を含む。センサー構成部２１０’は、濾波器２１４’を通じて循環装置２１２’に連結される。センサー構成部２１０’はセンサー２２０’にも連結される。センサー２２０’は、アンテナ１０８に送られた前方動力および反射動力を測定することができる。制御構成部２０４は、処理装置２２４’および記憶装置２２６’を含む。
【００３０】
センサー構成部２１０’から収集されたデータは通信構成部４００に送られ、これは、図３の外部制御装置３００に順に伝えられる。外部制御装置３００は、マイクロ波エネルギーの発生を制御し、組織パラメーターを測定する。外部制御装置３００は、図１のマイクロ波焼灼システム１００によって使用されるアルゴリズムと同様または同一のアルゴリズムを使用することができる。
【００３１】
センサー２２０’は、アンテナ１０８に対する前方動力および反射動力を測定する。その前方動力および反射動力は、センサー構成部２１０’に伝えられる。センサー構成部２１０’は、その前方動力および反射動力を制御構成部２０４’に伝える。制御構成部２０４’は、図３の外部制御装置３００への伝達のために、その前方動力および反射動力を通信構成部４００に伝える。
【００３２】
アンテナ１０８を通じて（例えば、図４のアンテナ１１４を通じて）受容されたマイクロ波エネルギーは、センサー構成部２１０’による測定のために、循環装置２１２’によってセンサー構成部２１０’へ転換される。センサー構成部２１０’は、受容した動力、Ｓパラメーター、受容した周波数、および同様のものを測定することができる。センサー構成部２１０’は、受容したマイクロ波パラメーターを制御構成部２０４’に伝える。制御構成部２０４’は、図３の外部制御装置３００への伝達のために、その受容したマイクロ波パラメーターを通信構成部４００に伝える。
【００３３】
図５Ａ〜５Ｂは、本開示による組織温度の監視を利用する間に、組織をマイクロ波エネルギーで治療するための方法５００のフローチャート略図である。方法５００はステップ５０２〜５３０を含む。ステップ５０２は、第１のアンテナおよび第２のアンテナを設ける。ステップ５０４は、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナを組織内に挿入する。ステップ５０６はマイクロ波エネルギーを発生する。ステップ５０８は、前記第１のアンテナから組織の中を通ってマイクロ波エネルギーを照射する（例えば、試験パルスを使用する）。ステップ５１０は、前記第２のアンテナで組織からマイクロ波エネルギーを受容する。ステップ５１２は、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間のマイクロ波エネルギーを感知する。ステップ５１４は、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の誘電率、伝導率、誘電率の変化、および伝導率の変化のうち少なくとも１つを試算する。
【００３４】
ステップ５１６は、前記第２のアンテナから組織の中を通ってマイクロ波エネルギーを照射する（例えば、試験パルスを使用する）。ステップ５１８は、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の誘電率、伝導率、誘電率の変化、および／または伝導率の変化のうち少なくとも１つを試算する。ステップ５２０は、両方のアンテナ（例えば、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナ）から治療的マイクロ波エネルギーを所定時間照射する。ステップ５２２は、前記第１のアンテナからマイクロ波エネルギーを受容する。ステップ５２４は、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の誘電率、伝導率、誘電率の変化、および／または伝導率の変化のうち１つ以上を試算する。
【００３５】
ステップ５２６は、前記第２のアンテナからマイクロ波エネルギーを受容する。ステップ５２８は、前記第１のアンテナおよび第２のアンテナの間の誘電率、伝導率、誘電率の変化、および／または伝導率の変化のうち１つ以上を試算する。ステップ５３０は、ステップ５１４および５１８の試算値（例えば、その２つの平均値）を、ステップ５２４および５２８の試算値（例えば、その２つの平均値）と比較し、その差異が所定の閾値を超えるかどうかを決定する。その差異が所定の閾値を超えない場合、方法５００はステップ５２０を継続する。その測定した差異が所定の閾値を超える場合、処理は停止し、待機段階に入り、他の段階および同様の段階に入る。
【００３６】
上記から、および、様々な図面を参照して、当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示に対して特定の修正を行うこともできるということを十分に理解されたい。例えば、他の監視した特性は、インピーダンス、Ｓパラメーター、および同様のもの等の組織温度を試算するために利用されてよい。
【図１】
2011050737.tif 000003
【図２】
2011050737.tif 000004
【図３】
2011050737.tif 000005
【図４】
2011050737.tif 000006
【図５Ａ】
2011050737.tif 000007
【図５Ｂ】
2011050737.tif 000008
【外国語明細書】
2011050737000001.pdf