(57)【要約】      （修正有）【課題】エネルギーをより効率的に外に放射させるマイクロ波アンテナに配置される放射検出器を提供する。【解決手段】マイクロ波アンテナアセンブリに設けられる放射検出器３０は、逸脱したマイクロ波エネルギーを受信するように適合された受信アンテナ３２と、前記受信アンテナ３２に結合され、前記逸脱したマイクロ波エネルギーの少なくとも一部を調整するように適合された調整器５２と、を有する。フィルタが、前記調整器５２に結合されており、調整されたマイクロ波エネルギーを検出信号に変換するように適合されている。【選択図】図２
2011024203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波アンテナアセンブリに設けられる放射検出器であって、
マイクロ波エネルギーを受信するように適合された受信アンテナと、
前記受信アンテナに結合され、前記マイクロ波エネルギーの少なくとも一部を調整するように適合された少なくとも１つの調整器と、
前記少なくとも１つの調整器に結合され、前記調整されたマイクロ波エネルギーを検出信号に変換するように適合されたフィルタと、を有する放射検出器。
【請求項２】
前記受信アンテナは、
上面および裏面を有する基板と、
前記基板の前記上面に設けられ、マイクロ波エネルギーを受信するように適合されたアンテナ部材と、
前記基板の前記裏面に設けられた接地部材と、を有し、前記アンテナ部材と前記接地部材とが前記基板によって電気的に絶縁されている請求項１に記載の放射検出器。
【請求項３】
前記基板は非導電性のコンフォーマルな材料から形成され、前記アンテナ部材および前記接地部材は、導電性のコンフォーマルな材料から形成されている請求項２に記載の放射検出器。
【請求項４】
前記少なくとも１つの調整器は、前記アンテナ部材に結合され、前記接地部材に分流されている請求項２に記載の放射検出器。
【請求項５】
前記アンテナ部材は、前記アンテナ部材を前記接地部材に結合しているセンタータップフィードを有する請求項２に記載の放射検出器。
【請求項６】
前記少なくとも１つの調整器はダイオードである請求項１に記載の放射検出器。
【請求項７】
前記フィルタに結合された発光素子を更に有し、前記発光素子は、前記検出信号が所定のしきい値信号を超えている場合に作動するように適合されている請求項１に記載の放射検出器。
【請求項８】
前記受信アンテナは、線状のアンテナおよび正方形のパッチアンテナからなる群から選択され、前記正方形のパッチアンテナの両辺は４分の１波長である請求項１に記載の放射検出器。
【請求項９】
前記フィルタは、直列または並列に結合されたコンデンサ、インダクタおよび抵抗を有する請求項１に記載の放射検出器。
【請求項１０】
マイクロ波アンテナアセンブリであって、
前記マイクロ波アンテナアセンブリをマイクロ波発生器に連結するように適合されたハブと、
フィードラインを介して前記ハブに結合された放射部と、
前記マイクロ波アンテナアセンブリの前記放射部の基端に設けられた放射検出器と、を有し、放射検出器は、
マイクロ波エネルギーを受信するように適合された受信アンテナと、
前記受信アンテナに結合され、前記マイクロ波エネルギーの少なくとも一部を調整するように適合された少なくとも１つの調整器と、
前記少なくとも１つの調整器に結合され、前記調整されたマイクロ波エネルギーを検出信号に変換するように適合されたフィルタと、を有するマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１１】
前記受信アンテナは、正方形のパッチアンテナであり、前記正方形のパッチアンテナの両辺は前記マイクロ波エネルギーの波長のｎλ／４（ｎは整数）であり、前記受信アンテナは、
上面および裏面を有する基板と、
前記基板の前記上面に設けられ、マイクロ波エネルギーを受信するように適合されたアンテナ部材と、
前記基板の前記裏面に設けられた接地部材と、を有し、前記アンテナ部材と前記接地部材とが前記基板によって電気的に絶縁されている請求項１０に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１２】
前記フィードラインは外側導体を有し、前記受信アンテナは前記フィードラインの前記外側導体に設けられた線状のアンテナであり、前記線状のアンテナの長手軸が前記フィードラインの長手軸に実質的に平行となる請求項１１に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１３】
前記受信アンテナは、
上面および裏面を有する基板と、
前記基板の前記上面に設けられ、マイクロ波エネルギーを受信するように適合されたアンテナ部材と、を有し、前記基板の前記裏面は、前記外側導体の上面に配される請求項１２に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの調整器は、前記アンテナ部材に結合され、前記外側導体に分流されている請求項１３に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１５】
前記アンテナ部材は、前記アンテナ部材を前記接地部材に結合しているセンタータップフィードを有する請求項１３に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にマイクロ波アンテナに関する。より詳細には、本開示は、マイクロ波アブレーションアンテナ用の放射検出器を対象としている。
【背景技術】
【０００２】
ある種の疾患の治療においては、悪性組織増殖物（腫瘍など）の破壊を必要とする。腫瘍細胞は、周囲の健常細胞に害を与える温度をわずかに下回る高い温度で変性することが知られている。このため、温熱療法などの公知の治療法は、腫瘍細胞を４１℃を超える温度に加熱する一方、隣接する健常細胞を、細胞に不可逆な損傷を与えるのを防ぐために低い温度に保つ。このような方法では、電磁放射を照射して組織を加熱し、組織のアブレーションおよび凝固を行う。より詳細には、マイクロ波エネルギーを使用して、組織を凝固および／または切断し、ガン細胞を変性または壊死させる。
【０００３】
マイクロ波エネルギーは、腫瘍に到達するために組織を貫通するマイクロ波アブレーションアンテナを介して照射される。マイクロ波アンテナには、モノポールおよびダイポールなど、いくつかの種類があり、マイクロ波エネルギーが、導体の軸から垂線方向に照射される。モノポールアンテナは１本の長尺状のマイクロ波導体を有するのに対し、ダイポールアンテナは２本の導体を有する。ダイポールアンテナでは、導体が、内側導体と、誘電部分によって分離された外側導体とを有する同軸構成に構成されている。より詳細には、ダイポールマイクロ波アンテナは、アンテナの長手方向軸に沿って延び、外側導体によって囲まれている細長く薄い内側導体を有しうる。一部の変形例では、エネルギーをより効率的に外に放射させるために、外側導体の少なくとも一部分が選択的に除去されてもよい。この種類のマイクロ波アンテナ構造は、通常、「漏洩波」または「漏洩同軸」アンテナと呼ばれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のマイクロ波アンテナは、単周波数で動作し、同様の形状の損傷（球形、長円形など）を形成することができる。一部のアンテナは、インピーダンス整合が良好に調整されているため、組織内外にエネルギーを照射することができる。しかし、このために、場合によっては、組織外で不用意に照射が行われてしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によれば、マイクロ波アンテナアセンブリに設けられる放射検出器が開示される。前記放射検出器は、逸脱したマイクロ波エネルギーを受信するように適合された受信アンテナと、前記受信アンテナに結合され、前記逸脱したマイクロ波エネルギーの少なくとも一部を調整するように適合された調整器と、を有する。フィルタが、前記調整器に結合されており、前記調整されたマイクロ波エネルギーを検出信号に変換するように適合されている。
【０００６】
本開示の別の態様によれば、マイクロ波アンテナアセンブリが開示される。前記マイクロ波アンテナアセンブリは、前記マイクロ波アンテナアセンブリをマイクロ波発生器に連結するように適合されたハブと、フィードラインを介して前記ハブに結合された放射部と、前記マイクロ波アンテナアセンブリの前記放射部の基端に設けられた放射検出器と、を有する。前記放射検出器は、逸脱したマイクロ波エネルギーを受信するように適合された受信アンテナと、前記受信アンテナに結合され、前記逸脱したマイクロ波エネルギーの少なくとも一部を調整するように適合された調整器と、前記調整器に結合され、前記調整されたマイクロ波エネルギーを検出信号に変換するように適合されたフィルタと、を有する。
【０００７】
本開示によって、逸脱したマイクロ波エネルギーを検出するための方法も考察される。前記方法は、逸脱したマイクロ波エネルギーを検出する初期ステップを有する。また、前記方法は、前記受信アンテナに結合された調整器を介して前記逸脱したマイクロ波エネルギーの少なくとも一部を調整するステップと、前記調整されたマイクロ波エネルギーを検出信号に変換するために、前記調整器に結合されるフィルタを介して前記調整されたマイクロ波エネルギーをフィルタするステップと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施形態に係るマイクロ波アブレーションシステムの模式図である。
【図２】本開示の一実施形態に係る放射検出器の斜視図である。
【図３】図２の放射検出器の上面図である。
【図４】図２の放射検出器の底面図である。
【図５】図２の放射検出器の断面側面図である。
【図６】本開示の一実施形態に係るマイクロ波アブレーションシステムの模式図である。
【図７】本開示の一実施形態に係る放射検出器の斜視図である。
【図８Ａ】図７の放射検出器の上面図である。
【図８Ｂ】図７の放射検出器の上面図である。
【図９Ａ】図７の放射検出器の底面図である。
【図９Ｂ】図７の放射検出器の底面図である。
【図１０】図７の放射検出器の断面側面図である。
【図１１】本開示の一実施形態に係るマイクロ波アブレーションシステムの模式図である。
【図１２】本開示の一実施形態に係る放射検出器の斜視図である。
【図１３】図１２の放射検出器の上面図である。
【図１４】図１２の放射検出器の底面図である。
【図１５】本開示の一実施形態に係る放射検出器の斜視図である。
【図１６】図１５の放射検出器の上面図である。
【図１７】図１５の放射検出器の底面図である。
【図１８】本開示に係る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】
【０００９】
本開示の上記ならびに他の態様、特徴および利点は、添付の図面を参照しつつ下記の詳細な説明を参照すればさらに明らかになろう。
【００１０】
本開示の特定の実施形態を、添付の図面を参照して本明細書で以下に説明する。以下の説明では、本開示を不必要に詳しく記載して本発明を不明瞭にすることのないように、公知の機能または構造は詳細に記載しない。
【００１１】
本開示は、マイクロ波アンテナに配置される放射検出器を提供する。一般に、検出器は、アンテナに沿ったマイクロ波エネルギーの意図しないおよび／または逸脱した放射が検出されるような所定の位置に配置される。放射検出器は、検出された放射を検出信号に変換し、この検出信号が制御システム（例えば、マイクロ波発生器）に送信され、電源を遮断するか、使用者に警告を発するか、この両方を行う。
【００１２】
一実施形態では、放射検出器は、マイクロ波アンテナに沿って照射されるマイクロ波エネルギーを受信するように適合された受信アンテナと、調整素子およびフィルタを有する調整回路と、を有する。調整回路は、受信アンテナに入射したマイクロ波エネルギーを調整して検出信号に変換し、フィルタを介して検出信号を制御システムに送る。
【００１３】
図１は、可撓性の同軸ケーブル１６を介してマイクロ波発生器１４に連結されたマイクロ波アンテナアセンブリ１２を備えるマイクロ波アブレーションシステム１０を示す。発生器１４は、約５００ＭＨｚから約１０，０００ＭＨｚの動作周波数のマイクロ波エネルギーを供給するように構成されている。図に示した実施形態では、アンテナアセンブリ１２は、フィードライン２０（またはシャフト）によってケーブル１６に接続されている照射部１８を有する。より詳細には、フィードライン２０はハブ２２に接続され、ハブ２２はケーブルコネクタ１９を介してケーブル１６に接続されている。ハブ２２は、例えば、円筒形、矩形などの各種の好適な形状を有するものであってもよい。
【００１４】
フィードライン２０は、同軸であってもよく、内側導体を有し、その周りを内側絶縁物が取り囲み、内側絶縁物も外側導体１７（例えば、円筒状の導電性シース）によって囲まれている。内側導体と外側導体１７は、同様の導電率値を有する銅、金、ステンレス鋼または他の導電金属から構成されうる。金属は、例えば、導電特性を改善したり、エネルギー損を低減するなどの目的で、他の材料（他の導電材料など）でめっきされていてもよい。一実施形態では、フィードライン２０は、５０Ωの定格に対して０．０４７インチ（約１．１１９ｍｍ）の外径のワイヤを有する、同軸の半硬質または可撓性のケーブルから形成されうる。
【００１５】
アンテナアセンブリ１２は、照射部１８に対して近く（例えば、ハブ２２の外面）に配置された放射検出器３０を備える。図２〜５を参照すると、放射検出器３０は、上部アンテナ部材３４および下部接地部材３５として形成された、いわゆる正方形の「パッチ」受信アンテナ３２を有する。アンテナ部材３４は、図２，３，５に示すように正方形のパッチ形状に形成され、基板３６の上面４０に配されている。
【００１６】
接地部材３５は、図２，４，５に示すように、囲み枠型のパッチ形状に形成され、基板３６の裏面４１に配されている。受信アンテナ３２は正方形の形状を有するため、放射検出器３０が全方位受信器として機能することが可能となり、放射検出器３０はあらゆる方向からのマイクロ波放射を検出可能となる。一実施形態では、受信アンテナ３２の両辺は、アンテナ１２に供給されるマイクロ波エネルギーの波長の実質的にｎλ／４（ｎは整数）であってもよく、このため、辺は、λ／４、λ／２、λなどの値をとることができる。
【００１７】
図５（Ａ）に最もわかりやすく図示されているように、基板３６は、上面４０に上部凹部３８を有する。凹部３８は、アンテナ部材３４が凹部３８に嵌合し、アンテナ部材３４が上面４０と実質的に面一となるような寸法を有する。また、基板３６は裏面４１にも底部凹部３９を備える。底部凹部３９は、基板３６の外周縁を囲む辺縁枠として成形される。また、凹部３９も、接地部材３５が凹部３８に嵌合し、接地部材３５が裏面４１と実質的に面一となるような寸法を有する。分解時等に、アンテナ部材３４が接地部材３５内に嵌合するように、上部凹部３８と底部凹部３９は、基板３６の周縁から間隔ｄだけ離間されて形成されうる。
【００１８】
別の実施形態では、図５（Ｂ）に示すように、基板３６は、平坦な上面４０と平坦な裏面４１を有し、そこにアンテナ部材３４と接地部材３５が配されてもよい。
【００１９】
一実施形態では、基板３６は、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリシロキサン、あるいはこれらの組み合わせなどの非導電性のコンフォーマルな材料から形成されうる。アンテナ部材３４と接地部材３５は、銅、金、ステンレス鋼、または同様の導電率値を有する他の導電性金属などのコンフォーマルな導電材料のシートから形成されうる。一実施形態では、受信アンテナ３２は、導電特性を改善するために、他の材料（他の導電材料など）でめっきされてもよい。基板３６および受信アンテナ３２のコンフォーマル性により、放射検出器３０を、どのような適切な形状（円筒形など）のハブ２２にも配置できるようになる。このため、放射検出器３０は、ハブ２２に巻き付けられうる。また、放射検出器３０は、滅菌適合性に対応するためにシェル４２（エポキシなど）に収容されうる。この収容は、放射検出器３０がハブ２２に沿って配置された後に行われうる。
【００２０】
図２〜５を引き続き参照すると、放射検出器３０は、１つ以上の調整器５２（図２，３）とフィルタ５４（図４）とを備える調整回路５０も有する。調整器５２は、アンテナ部材３４に電気的に結合されている。また、調整器５２は、図５に最もわかりやすく示されているように、基板３６を貫通し接地部材３５に延びているシャント接続５６も有する。また、放射検出器３０は、アンテナ部材３４を接地部材３５に結合しているセンタータップフィード５８も備える。センタータップフィード５８は、シャント接続５６と同様に基板３６を貫通している。センタータップフィード５８とシャント接続５６は、アンテナ部材３４と接地部材３５の間を唯一、電気的に接続しており、この両者は、これ以外は基板３６によって電気的に絶縁されている。
【００２１】
センタータップフィード５８は、直流電流の取入れを最適化し、高周波電流の乱れを最小限に抑えるために、電流密度が高く電界密度の低い位置に設けられうる。換言すれば、センタータップフィード５８は、高周波インピーダンスの低い位置に設けられうる。調整器５２は、電界密度が高く電流密度の低い位置に設けられる。
【００２２】
調整器５２は、ツェナーダイオード、ショットキーダイオード、トンネルダイオードなど、どのような種類の適切なダイオードでもよい。調整器５２は、アンテナ部材３４と、直接接しているか、あるいはインピーダンス整合回路を介して接しており、インピーダンス整合回路は、集中定数素子および／または伝送線を有しうる。また、調整器５２は、アンテナ部材３４の隅（図３Ａ〜Ｂ）から所定の距離ｌだけ離間されて配置されている。距離ｌは、調整器５２のインピーダンスをアンテナアセンブリ１２と整合させるために変更されうる。調整器５２は、マイクロ波波形の負の部分を切り取ることによって、当該波形の正弦波形状を変換する。換言すれば、調整器５２は、マイクロ波波形を調整するために、正弦形状の下部分を切り取る。
【００２３】
図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、フィルタ５４が裏面４１に設けられており、センタータップフィード５８に電気的に結合されている。フィルタ５４は、調整器５２からの調整された正弦波形を検出信号に変換するように適合されたＬＲＣ（inductor-resistor-capacitor）ローパスフィルタでもよく、この検出信号は、検出されたマイクロ波放射を表わす直流電圧信号などである。フィルタ５４は、センタータップフィード５８と第１のシャント接続６２の間に結合されたコンデンサ６０を有する。コンデンサ６０はインダクタ６４と直列に接続されており、インダクタ６４は、図４（Ａ）に示すように、抵抗器６６を介して第２のシャント接続６８に接続されている。別の実施形態では、コンデンサ６０、インダクタ６４および抵抗器６６が、図４（Ｂ）に示すように並列に結合されてもよい。インダクタ６４はセンタータップフィード５８において受信アンテナに結合され、センタータップフィード５８はこの例ではアンテナ部材３４の端に配置されている。
【００２４】
更に別の実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、フィルタ５４が、上面４０に配置され、センタータップフィード５８によってアンテナ部材３４に結合されてもよい。第１のシャント接続６２と第２のシャント接続６８は、シャント接続５６と同様に基板３６を貫通している。
【００２５】
フィルタ５４は、電圧出力７０にも接続され、電圧出力７０はワイヤ７１（図１）に結合されうる。ワイヤ７１がアンテナアセンブリ１２の照射効率に及ぼす影響が最小化されるように、ワイヤ７１はアンテナアセンブリ１２の任意の位置に配置することができる。フィルタ５４がＬＲＣフィルタとして構成され、電圧出力７０と接続される場合、フィルタ５４は、マイクロ波がワイヤ７１を通って漏出するのを制限し、調整された直流電流（すなわち検出信号）が発生器１４に送られるようにする。接地線（明示的には図示されていない）が接地部材３５に結合されており、検出信号と比較するための基準信号を発生器１４に供給する。
【００２６】
検出信号が発生器１４または別の制御システムに送られて、発生器１４または別の制御システムが、検出信号を基準しきい値信号と比較する。基準信号は、危険なマイクロ波放射レベルを表すしきい値レベルに事前に設定されうる。発生器１４が、検出信号が基準信号を超えていると判定すると、発生器１４は、アンテナアセンブリ１２へのエネルギーの供給を停止または中断するか、使用者に警告するか、この両方を行いうる。発生器１４は、検出信号がしきい値を超えている場合に作動される、任意の適切なタイプの（例えば、聴覚、視覚を使用したものなどの）警告または警報を備えうる。
【００２７】
別の実施形態では、検出信号が発生器１４に送られる以外に、検出信号は、裏面４１に設けられた発光素子（ＬＥＤ７２など）などの任意の適した警報装置への給電にも使用されうる。ＬＥＤ７２は、所定のしきい値電圧を超えると作動されるように構成されうる。このため、しきい値を超える検出信号により、ＬＥＤ７２が作動され、危険なレベルのマイクロ波エネルギーが照射部１８の外で出射されていることを使用者に知らせる。別の実施形態では、ＬＥＤ７２の代わりに可聴の警報（スピーカなど）を使用してもよい。
【００２８】
別の実施形態では、放射検出器３０は、発生器１４の制御回路に過剰な電圧が送られることのないように、検出信号の電圧レベルが調整されることを保証する電圧制限回路７４を備えうる電圧制限回路７４は、高インピーダンス電圧バッファを有しうる。
【００２９】
図６〜１０は、放射検出器１３０の別の実施形態を示す。図７〜１０を参照すると、放射検出器１３０は、上部アンテナ部材１３４および下部接地部材１３５として形成された線状の受信アンテナ１３２を有する。アンテナ部材１３４は、図７〜９に示すように矩形のパッチ形状に形成され、基板１３６の上面１４０に配されている。受信アンテナ１３２の長手軸が、アンテナアセンブリ１２の長手軸と実質的に平行になるように、線状の受信アンテナ１３２は、アンテナアセンブリ１２の長手方向に設けられる。この構成により、線状の受信アンテナ１３２と照射されたマイクロ波エネルギーの向きが整合するようなる。
【００３０】
一実施形態では、接地部材１３５は、図７，９，１０に示すように、囲み枠型のパッチ形状に形成され、基板１３６の裏面１４１に配されている。別の実施形態では、接地部材１３５の代わりに外側導体１７が使用され、基板１３６が、外側導体１７の上面に設けられてもよい。
【００３１】
図１０（Ａ）に最もわかりやすく図示されているように、基板１３６は、上面４０に上部凹部１３８を有する。凹部１３８は、アンテナ部材１３４が凹部１３８に嵌合し、上面１４０と実質的に面一となるような寸法を有する。接地部材１３５を特定の構成で使用する場合には、基板１３６は、裏面１４１にも底部凹部１３９を有するように構成される。底部凹部１３９は、基板３６の外周縁を囲む辺縁枠として成形される。凹部１３９は、接地部材１３５が底面１４１に対して実質的に面一の向きで凹部１３９内に嵌合するような寸法を有する。
【００３２】
別の実施形態では、図１０（Ｂ）に示すように、基板１３６は、平坦な上面１４０と平坦な裏面１４１を有し、そこにアンテナ部材１３４と接地部材１３５が配されてもよい。
【００３３】
一実施形態では、基板１３６は、基板３６と同じ非導電性のコンフォーマルな材料から形成されうる。アンテナ部材１３４と接地部材１３５は、アンテナ部材１３４と接地部材１３５の材料と同様の、どのような適切なコンフォーマルな導電材料から形成されてもよい。基板１３６および受信アンテナ１３２のコンフォーマル性により、放射検出器１３０を、外側導体１７のシャフトの周囲に配置する（長手方向に巻くなど）ことができるようになる。
【００３４】
図７〜１０を引き続き参照すると、放射検出器１３０は、１つ以上の調整器１５２とフィルタ１５４（図９）とを備える調整回路１５０も有する。調整器１５２は、アンテナ部材１３４に電気的に結合され、図１０に最もわかりやすく示されているように、基板１３６を貫通し接地部材１３５に延びているシャント接続１５６も有する。また、放射検出器１３０は、アンテナ部材１３４を接地部材１３５に結合しているセンタータップフィード１５８も備える。別の実施形態では、シャント接続とセンタータップフィード１５８が、外側導体１７に分流してもよい。
【００３５】
調整器１５２は、センタータップフィード１５８から、所定の距離ｌだけ離間されて設けられうる（図８Ａ，８Ｂ）。距離ｌは、調整器１５２のインピーダンスをアンテナアセンブリ１２と整合させるために変更されうる。図９に示すように、フィルタ１５４が裏面１４１に設けられており、センタータップフィード１５８に電気的に結合されている。フィルタ１５４は、調整器１５２からの調整された正弦波形を検出信号に変換するように適合されたＬＲＣローパスフィルタなどである。フィルタ１５４は、電圧出力１７０にも接続され、電圧出力１７０はワイヤ１７１（図６）に結合されうる。接地線（明示的には図示されていない）が接地部材１３５に結合されており、検出信号と比較するための基準信号を発生器１４に供給する。フィルタ１５４は、センタータップフィード１５８と、第１のシャント接続１６２および第２のシャント接続１６８とに結合されている。また、フィルタ１５４は、図９Ａに示すように、直列に結合されたコンデンサ１６０、インダクタ１６４および抵抗１６６も有する。別の実施形態では、コンデンサ１６０、インダクタ１６４および抵抗器１６６が、図９Ｂに示すように並列に結合されてもよい。
【００３６】
更に別の実施形態では、図８Ｂに示すように、フィルタ１５４が、上面１４０に配置され、センタータップフィード１５８によってアンテナ部材１３４に結合されてもよい。第１のシャント接続１６２と第２のシャント接続１６８は、シャント接続１５６と同様に基板１３６を貫通している。
【００３７】
検出信号が発生器１４または別の制御システムに送られ、発生器１４または別の制御システムが、上で説明したように、検出信号を基準しきい値信号と比較する。別の実施形態では、放射検出器１３０は、電圧出力１７０に結合されたＬＥＤ１７２も備える。ＬＥＤ１７２は、検出信号が所定のしきい値電圧を超えると点灯する。更に別の実施形態では、放射検出器１３０は、発生器１４の制御回路に過剰な電圧が送られることのないように保証する電圧制限回路１７４も備えうる。
【００３８】
本開示により、マイクロ波アブレーションシステムが、アンテナアセンブリ１２に沿って使用者の方にマイクロ波エネルギーが意図せずに照射されていることを認識可能な放射検出器が提供される。このことは、照射環境（例えば、組織の内か外か）を問わず、マイクロ波エネルギーを効率的に照射し続ける、誘電的にバッファされたアンテナに特に有用である。このため、アンテナアセンブリ１２が空中で作動されると、放射検出器３０は、アンテナアセンブリ１２に沿ってマイクロ波が高レベルで照射されていることを検出し、発生器１４に検出信号を送信し、発生器１４がエラーを記録し、電力の供給を停止する。
【００３９】
図１１〜１４は、放射検出器２３０の別の実施形態を示す。図１２〜１４を参照すると、放射検出器２３０は、螺旋アンテナ部材２３４および接地部材２３５として形成された円形の受信アンテナ２３２を有する。円形の受信アンテナ２３２には、これを貫通し、フィードライン２０を中に通すための開口２４３が設けられている。開口２４３により、円形の受信アンテナ２３２を、アンテナアセンブリ１２により規定される長手軸に対して横方向に設けることが可能となる。この構成により、円形の受信アンテナ２３２と照射されたマイクロ波エネルギーの向きが整合するようになる。アンテナ部材２３４は、図１２，１３に示すように螺旋形状を有し、基板２３６の上面２４０に設けられる。アンテナ部材２３４は、開口２４３と外端部２８２（図１３）とに連結された内端部２８０を有する。
【００４０】
一実施形態では、接地部材２３５は、図１２，１４に示すように、中実の円形のパッチ形状に形成され、基板２３６の裏面２４１に配されている。基板２３６は、基板３６と同じ非導電性のコンフォーマルな材料から形成されうる。アンテナ部材２３４と接地部材２３５は、アンテナ部材３４と接地部材３５の材料と同様の、どのような適切なコンフォーマルな導電材料から形成されてもよい。
【００４１】
図１３を参照すると、放射検出器２３０は、１つ以上の調整器２５２とフィルタ２５４とを備える調整回路２５０も有する。調整器２５２は、アンテナ部材２３４に電気的に結合され、図１２，１４に示すように、基板２３６を貫通し接地部材２３５に延びているシャント接続２５６も有する。また、放射検出器２３０は、センタータップフィード２５８（図１３）も備える。センタータップフィード２５８は、直流電流の取入れを最適化し、高周波電流の乱れを最小限に抑えるために、外端部２８２などの電流密度が高く電界密度の低い位置に設けられうる。換言すれば、センタータップフィード２５８は、高周波インピーダンスの低い位置に設けられうる。調整器２５２は、電界密度が高く電流密度の低い位置に設けられる。
【００４２】
図１３に示すように、フィルタ２５４が上面２４０に設けられており、センタータップフィード２５８によってアンテナ部材２３４に結合されている。フィルタ２５４は、調整器２５２からの調整された正弦波形を検出信号に変換するように適合されたＬＲＣローパスフィルタなどである。フィルタ２５４は、電圧出力２７０にも接続され、電圧出力２７０はワイヤ２７１（図１１）に結合されうる。接地線（明示的には図示されていない）が接地部材２３５に結合されており、検出信号と比較するための基準信号を発生器１４に供給する。
【００４３】
フィルタ２５４は、センタータップフィード２５８と、第１のシャント接続２６２および第２のシャント接続２６８とに結合されている。また、フィルタ２５４は、直列に結合されたコンデンサ２６０、インダクタ２６４および抵抗２６６も有する。別の実施形態では、コンデンサ２６０、インダクタ２６４および抵抗器２６６が並列に結合されてもよい。第１のシャント接続２６２と第２のシャント接続２６８は、センタータップフィード２５８と同様に基板２３６を貫通している。
【００４４】
検出信号が発生器１４または別の制御システムに送られ、発生器１４または別の制御システムが、上で説明したように、検出信号を基準しきい値信号と比較する。別の実施形態では、放射検出器２３０は、電圧出力２７０に結合されたＬＥＤ２７２も備える。ＬＥＤ２７２は、検出信号が所定のしきい値電圧を超えると点灯する。更に別の実施形態では、放射検出器２３０は、発生器１４の制御回路に過剰な電圧が送られることのないように保証する電圧制限回路２７４も備えうる。
【００４５】
図１５〜１７は、放射検出器２３０の別の実施形態を示し、放射検出器２３０は、２つの上部アンテナ部材２３４ａ，２３４ｂおよび下部接地部材２３５として形成された円形の受信アンテナ２３２を有する。円形の受信アンテナ２３２には、これを貫通し、フィードライン２０を中に通すための開口２４３が設けられている。開口２４３により、円形の受信アンテナ２３２を、アンテナアセンブリ１２により規定される長手軸に対して横方向に設けることが可能となる。この構成により、円形の受信アンテナ２３２と照射されたマイクロ波エネルギーの向きが整合するようになる。アンテナ部材２３４ａ，２３４ｂは、図１５，１６に示すように螺旋形状を有し、基板２３６の上面２４０に設けられる。各アンテナ部材２３４ａ，２３４ｂは、開口２４３と外端部２８２とに連結された内端部２８０を有する。
【００４６】
一実施形態では、接地部材２３５は、図１６，１７に示すように、中実の円形のパッチ形状に形成され、基板２３６の裏面２４１に配されている。基板２３６は、基板３６と同じ非導電性のコンフォーマルな材料から形成されうる。アンテナ部材２３４ａ，２３４ｂと接地部材２３５は、アンテナ部材３４と接地部材３５の材料と同様の、どのような適切なコンフォーマルな導電材料から形成されてもよい。
【００４７】
図１６を参照すると、放射検出器２３０は、１つ以上の調整器２５２とフィルタ２５４を備える調整回路２５０を有する。調整器２５２は、内端部２８０においてアンテナ部材２３４ａと２３４を電気的に結合している。この位置は、電界密度が高く、電流密度が低い位置に相当する。また、放射検出器２３０は、センタータップフィード２５８ａ，２５８ｂ（図１６）も備える。センタータップフィード２５８ａ，２５８ｂは、直流電流の取入れを最適化し、高周波電流の乱れを最小限に抑えるために、外端部などの電流密度が高く電界密度の低い位置に設けられうる。換言すれば、センタータップフィード２５８ａ，２５８ｂは、高周波インピーダンスの低い位置に設けられうる。
【００４８】
図１４に示すように、フィルタ２５４が、上面２４０に配置され、センタータップフィード２５８ａにおいてアンテナ部材２３４ａに、センタータップフィード２５８ｂにおいてアンテナ部材２３４ｂに、それぞれ結合されうる。フィルタ２５４は、調整器２５２からの調整された正弦波形を検出信号に変換するように適合されたＬＲＣローパスフィルタなどである。フィルタ２５４は、それぞれの電圧出力２７０にも接続され、電圧出力２７０はワイヤ２７１（図１１）に結合されうる。フィルタ２５４からの信号により、発生器１４に検出信号が供給され、発生器１４がこの検出信号を処理して照射量を決定する。
【００４９】
各フィルタ２５４は、第１のシャント接続２６２または第２のシャント接続２６８に結合されている。また、各フィルタ２５４は、直列に結合されたコンデンサ２６０、インダクタ２６４および抵抗２６６も有する。別の実施形態では、コンデンサ２６０、インダクタ２６４および抵抗器２６６が並列に結合されてもよい。第１のシャント接続２６２と第２のシャント接続２６８は、シャント接続２５６と同様に基板２３６を貫通している。
【００５０】
検出信号が発生器１４または別の制御システムに送られ、発生器１４または別の制御システムが、上で説明した方法で検出信号を比較する。別の実施形態では、放射検出器２３０は、各フィルタ２５４の電圧出力２７０に結合されたＬＥＤ２７２も備える。ＬＥＤ２７２は、検出信号が所定のしきい値電圧を超えると点灯する。更に別の実施形態では、放射検出器２３０は、発生器１４の制御回路に過剰な電圧が送られることのないように保証するために、各フィルタ２５４に結合された電圧制限回路２７４も備えうる。
【００５１】
図１８は、放射部１８の外部で逸脱したマイクロ波エネルギーを検出するための方法を示す。本開示の方法を、放射検出器３０を参照して記載する。本方法が、放射検出器１３０，２３０などの他の放射検出器によって実施されてもよいことを理解すべきである。この方法は、マイクロ波アンテナアセンブリ１２に放射検出器３０を提供する最初のステップを有し、その際、放射部３０がハブ２２に巻き付けられる。また、本方法は、放射検出器３０を放射発生器１４または別の制御システムに接続するステップも有する。
【００５２】
動作中に、受信アンテナ３２（すなわち、アンテナ部材３４）によって、例えば放射部１８の外部など、所望の放射領域の外部の逸脱したマイクロ波放射が検出される。次に、検出されたマイクロ波エネルギーが調整器５２によって調整され、調整された信号がフィルタ５４によってフィルタされて、検出信号（例えば、直流電圧信号）が生成される。次に、検出信号が、ＬＥＤ７２の点灯に使用されるか、発生器１４に送信されるか、この両方が行われる。発生器１４は、検出信号をしきい値と比較して、マイクロ波エネルギーのレベルが危険かどうかを判定する。マイクロ波エネルギーのレベルが過剰であると判定されると、発生器１４はマイクロ波エネルギーの供給を停止するか、この発生を使用者に知らせるか、この両方を行いうる。
【００５３】
本開示の記載した実施形態は、限定ではなく、例示を意図としており、本開示のあらゆる実施形態を示すことを意図するものではない。以下の特許請求の範囲に文言上、法的な均等物の両方について記載の本開示の趣旨または範囲を逸脱しない範囲で、さまざまに変更や変形を行うことができる。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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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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【外国語明細書】
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