(57)【要約】組織を加熱することができる第１の周波数の電磁波を放射し、及び組織の温度を示す該組織により発せられた第２の周波数の熱放射を検出するためのプローブを含む、低侵襲性用途のための医療用カテーテル装置。該プローブは、該プローブに沿って導電性プローブ先端まで延びる内側導体と、該プローブ先端から後方へ隔置された先端と前記内側導体に短絡される後端とを有する同心で管状の外側導体とを有する。誘電性シースが前記外側導体を取り囲み、該シースは前記外側導体の先端から後方へ隔置された先端を有する。該プローブに組み込まれたダイプレクサは、前記外側導体の内部に配置されたフィルタ回路と、前記内側導体上の一点と前記フィルタ回路の入力との間に接続された結合コンデンサとを含み、該一点と前記外側導体の短絡された後端との間の導体が前記第２の周波数で1/4波長スタブを構成するようになっている。【選択図】図２
2010500053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織を加熱することができる第１の周波数の電磁波を放射し、及び組織の温度を示す該組織により発せられた第２の周波数の電磁波を検出するための、医療用カテーテル装置であって、該カテーテルが、
信号送信経路に接続するための先端及び後端を有する中心導体と、
前記第２の周波数に合わせて調整された、該中心導体の前記先端と前記後端との間に挿入された1/4波長スタブと、
入力及び出力を有し、及び信号受信経路を構成する、前記カテーテルの内部のフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の前記入力と前記中心導体上の前記スタブの先端における位置との間に接続された結合コンデンサであって、該スタブ及び該フィルタ回路が共にダイプレクサを構成し、該ダイプレクサが、前記第１の周波数を前記信号受信経路から電気的に隔離し、及び前記第２の周波数を前記信号送信経路から隔離する、結合コンデンサと
を備えている、医療用カテーテル装置。
【請求項２】
前記スタブが、
前記位置から後方へ延びる前記中心導体の部分と、該部分と同心の管状の外側導体であって、前記位置に隣接して配置された先端と後端とを有する、外側導体と、
前記外側導体の前記後端を閉鎖し、及び前記内側導体及び前記外側導体を短絡させる、ヒールキャップと、
前記中心導体の前記部分と前記外側導体との間にそれらの長さ全体に沿って挿入された誘電性スリーブであって、該スリーブの長さ及び誘電率が、前記1/4波長スタブを前記第２の周波数に合わせて調整するよう選択される、誘電性スリーブと
からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記外側導体を取り囲む誘電性シースを更に含み、該シースが、前記外側導体の前記先端から後方へ隔置された先端を有し、及び前記外側導体の後端へと延びる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記スリーブと前記外側導体との間で前記カテーテル内にぴったりと受容された導電性の挿入体を更に含み、該挿入体が、前記外側導体の前記先端から前記後端へと延びている、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記挿入体が熱伝導性のものである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記フィルタ回路が、前記挿入体に取り付けられた集積回路チップであり、該挿入体が、該チップのためのヒートシンクを構成するようになっている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記挿入体に取り付けられたモノリシックマイクロ波集積回路（MMIC）チップという形のラジオメータ回路を更に含み、該MMICチップが、前記フィルタ回路の出力に接続された入力と出力とを有しており、該MMICチップが前記信号受信経路を構成する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ヒールキャップに固定された先端を有するケーブルを更に含み、該ケーブルが、前記信号送信経路内で前記中心導体の前記後端に接続された第１のコネクタと、前記信号受信経路内で前記ラジオメータ回路の前記出力へ接続された第２のコネクタとを含み、該ケーブルが、１つのコネクタで終端する後端を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記中心導体の前記先端が丸くて前記外側導体の直径とほぼ同じ最大直径を有しており、
前記中心導体を取り囲み、及び実質的に該中心導体の前記先端から前記外側導体の先端まで延びる、円盤状の誘電性スペーサ部材を更に含む、
請求項２に記載の装置。
【請求項１０】
前記スペーサ部材に沿って延びて前記中心導体の前記先端及び前記外側導体の前記先端を電気的に接続する小さな橋渡しワイヤを更に含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記中心導体の前記先端が中空の内部を有しており、
該中心導体の該中空の内部から前記カテーテルに粗って前記ヒールキャップまでの少なくとも１つの流体経路更に含む、
請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記スタブが、1〜26GHzの範囲の第２の周波数に合わせて調整される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
組織を加熱することができる第１の周波数の電磁波を放射し、及び組織の温度を示す該組織からの第２の周波数の熱放射を検出するための、プローブを備えている、医療用カテーテル装置であって、該プローブが、
該プローブに沿って導電性プローブ先端まで延びる内側導体と、
該内側導体から半径方向外方へ隔置された管状の外側導体であって、前記プローブ先端から後方へ隔置された先端と、前記内側導体に短絡される後端とを有する、外側導体と、
該外側導体を取り囲む誘電性シースであって、該外側導体の前記先端から後方へ隔置された先端を有する、誘電性シースと、
前記外側導体の内部に配置されたフィルタ回路を含むダイプレクサであって、該フィルタ回路が入力及び出力を有する、ダイプレクサと、
前記内側導体に沿った一点と前記フィルタ回路の入力との間に接続された結合コンデンサであって、該一点と前記外側導体の後端との間の導体が前記第２の周波数で1/4波長スタブを構成するようになっている、結合コンデンサと
を備えている、医療用カテーテル装置。
【請求項１４】
前記外側導体内でその先端と後端との間に延びる導電性挿入体であって、前記内側導体を受容するための軸方向の通路を有する、導電性挿入体と、
前記内側導体と前記挿入体との間の絶縁体と
を更に含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記フィルタ回路が、前記挿入体に取り付けられた集積回路チップからなる、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記挿入体に取り付けられたマイクロ波集積回路チップからなるマイクロ波ラジオメータ回路を更に含み、該マイクロ波集積回路チップが、前記フィルタ回路の出力に接続された入力と、外部制御ユニットへ温度を示す信号を供給するための出力とを有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１の周波数の信号を送信するための送信機と、前記ラジオメータ回路からの前記温度を示す信号に応じて前記送信機を制御するためのプロセッサとを含む、外部制御ユニットと、
前記プローブと前記制御ユニットとの間に接続されたケーブルであって、前記送信機を前記内側導体に接続する第１の導体と、前記ラジオメータの出力を前記プロセッサへ接続する第２の導体とを含む、ケーブルと
を更に含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記制御ユニットが、前記ラジオメータ回路からの前記温度を示す信号に応じて前記プロセッサにより制御される表示装置を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ケーブルが同軸ケーブルではなく、前記送信機がRF領域の第１の周波数で送信する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記送信機が、300MHz未満の第１の周波数で送信し、前記ラジオメータ回路が、1〜26GHzの第２の周波数で動作する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記ケーブルが同軸ケーブルであり、前記送信機がマイクロ波領域の第１の周波数で送信する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記プローブ先端が中空であり、
前記プローブ先端から前記挿入体に沿って前記外側導体の後端を通過して延びる、少なくとも１つの通路を更に含む、
請求項１４に記載の装置。
【請求項２３】
前記挿入体が、熱伝導性を有し、加熱／冷却用流体が前記少なくとも１つの通路を介して前記先端の内部へ流れた際にヒートシンクとして機能することができる、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記プローブ先端が丸くて前記外側導体の直径とほぼ同じ最大直径を有しており、
前記カテーテル先端と前記外側導体の先端との間の空間を満たす誘電性スペーサ部材を更に含む、
請求項１３に記載の装置。
【請求項２５】
前記スペーサ部材に沿って延びて前記プローブ先端を前記外側導体の先端に電気的に接続する小さなワイヤを更に含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
医療用カテーテル装置であって、
前端及び後端を有する内側導体と、
該内側導体から半径方向外方へ隔置された管状の外側導体であって、後端と、アンテナを形成すべく前記内側導体の前記前端から後方へ隔置された先端とを有する、外側導体と、
前記外側導体内に受容されてその先端と後端との間に延びる導電性挿入体であって、
前記外側導体と接触しており、
前記内側導体を受容するための軸方向の通路と前記外側導体から隔置された平坦な表面とを有する、
導電性挿入体と、
該挿入体をその内部の前記内側導体から電気的に絶縁するための絶縁体と、
前記表面に直接に接触した状態で取り付けられたモノリシックマイクロ波集積回路チップであって、入力及び出力を有する、モノリシックマイクロ波集積回路チップと、
前記内側導体を前記入力に接続する回路経路と
を備えている、医療用カテーテル装置。
【請求項２７】
前記回路経路が、
前記表面に取り付けられたフィルタ回路であって、前記チップの前記入力に接続された出力と入力とを有する、フィルタ回路と、
前記挿入体に隣接した前記内側導体と前記フィルタ回路の入力との間に接続された結合コンデンサと
を含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記内側導体の前記前端が、前記外側導体の前記先端とほぼ同じ直径を有している、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記内側導体の前記前端と前記外側導体の前記先端との間に延びる誘電性スペーサを更に含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記スペーサの周囲に巻き付けられて前記内側導体及び前記外側導体の隣接する端部を接続するワイヤを更に含む、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記内側導体の前記前端が中空の内部を有しており、
前記内側導体の前記内部から、前記スペーサを介して、該挿入体に沿って、少なくとも前記外側導体の前記後端へと延びる、少なくとも１つの通路を更に含む、
請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
前記挿入体がほぼＴ字型の断面を有する、請求項２６に記載の装置。
【請求項３３】
前記内側導体の前記後端が前記外側導体の前記後端に短絡されて、前記挿入体の境界を形成する前記導体が、選択された周波数に合わせて調整された1/4波長スタブを形成するようになっている、請求項２６に記載の装置。
【請求項３４】
前記外側導体を取り囲む誘電性シースを更に含み、該シースが、前記外側導体の前記先端から後方へ隔置された先端と、少なくとも前記外側導体の前記後端へと延びる後端とを有する、請求項２６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低侵襲性用途のための医療用カテーテル装置に関し、特にカテーテルに隣接する流体又は組織の制御可能な加熱及び該流体又は組織の温度の検出を同時に行うために電磁放射に依存する一体型アンテナ・カテーテルシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人体内の関心領域にカテーテルを配置することにより、腫瘍、心不整脈、及び良性前立腺過形成（BPH）等を検出し、診断し、及び治療するすることができる。
【０００３】
患者の血管系内に配置されたとき、カテーテルは、温度を測るために又は心臓手術中に組織温を上昇させるためにさえ使用することが可能である。この一般的なタイプの既知のアンテナカテーテル装置の例が、本出願人の特許第5,683,382号及び第6,932,776号に記載されている。
【０００４】
明らかに、それらの機能を実施するために、かかるカテーテルは、体内の様々な自然の通路を介して目標部位へと体内に挿入することができるように、その直径が小さくて高い可撓性を有していなければならない。かかるカテーテルはまた、所定の又は一定の温度でのカテーテルのメンテナンス、目標部位の表示、目標部位の洗浄等といった様々な補助的なプロセスを容易化させるものである必要がある。
【０００５】
上述のタイプのアンテナカテーテルは、長いケーブルを介して外部制御ユニットに常に接続され、該外部制御ユニットは、該アンテナカテーテルに隣接する流体又は組織を加熱するために該アンテナカテーテルへ電磁エネルギーを送信する送信機と、検査中の流体又は組織の温度を反映する該アンテナカテーテルがとらえた熱放射を検出するラジオメータという形の受信機とを含む。該受信機は、その温度を表示するディスプレイを制御するための対応する出力信号を生成する。該信号はまた、選択された加熱プロファイルを維持するよう前記送信機を制御するために使用することが可能である。
【０００６】
本書で主たる関心対象となるマイクロ波領域の熱放射を検出するかかる装置の場合、前記受信機は通常はディッケ型ラジオメータである。かかるラジオメータは、スイッチを使用してアンテナ（検出すべき未知の温度）及び基準温度に交互に接続する比較ラジオメータシステムであり、これはカテーテル内の不変のノイズ源又は温度センサとなり得る。
【０００７】
かかるラジオメータのあらゆる構成要素は、そのシステムの全体的なノイズに寄与するノイズ電力を生成する。それ故、装置の総出力は、アンテナが受信したノイズだけでなく、該装置自体の内部で生成されたノイズも含む。かかる装置内の変動は、場合によっては測定対象となる信号レベルよりも大きくなるスプリアス出力信号変動を生じさせ得るものである。かかる利得変動を克服するために、ディッケ氏は、共通負荷比較ラジオメータを開発した。この構成は、ラジオメータにおける短期利得変動効果を大幅に低減させるものである。より詳細には、そのスイッチが、該ラジオメータの増幅器における予測される利得ドリフトに対して基準信号および未知信号の両方が本質的に同時に装置を通過することを可能にする機構を提供し、これにより、あらゆる利得ドリフトがアンテナ信号及び基準信号の両方に等しく適用されることになる。
【０００８】
ラジオメータの入力がディッケスイッチによってアンテナと恒温基準負荷との間で一定の速度で切り換えられるため、切り換えられ又は変調されたRF信号は、RF増幅の前の時点で可能な限りアンテナの近くでラジオメータに入れられる。検出される未知の温度とディッケスイッチとの間に配置されたあらゆる構成要素又は伝送線は、誤差を導入するものとなり得る。かかる誤差の源の１つが、該アンテナをラジオメータへ接続する長い同軸ケーブルである。
【０００９】
より詳細には、ケーブル温度は、温度測定に寄与するものとなる。該ケーブル温度は、通常は既知であり、ケーブルの長さと共に変化する。該ケーブルのうち人体内部の部分は体温となり、一方、該ケーブルのうち人体外部の部分は室温となる。これらパラメータの全ては、折り曲げ及びプローブの人体内部への挿入の深さと共に変動し得る。また該装置が送信機を含む場合には、ケーブルにより電力が吸収されて、該ケーブルの加熱が生じることになる。該ケーブルでの損失が、例えば3dBである場合（容易にその程度となり得る）、アンテナノイズ電力の半分が、検査中の所望の組織又は流体の体積に由来するものとなり、残りはケーブル内から生じることになる。
【００１０】
このため、ディッケ型ラジオメータでは、両測定値（すなわち、「未知温度」対「基準温度」）に共通の誤差は解消されるが、該未知温度とディッケスイッチとの間の変化又は誤差は、該未知温度の測定値のみに影響を与え、両測定経路に共通のものとはならない。
【００１１】
このため、正確な測定を達成するには、装置の大きさ、重さ、及びコストを増大させることなく該装置の全体的な性能及び信頼性を改善するために、アンテナとラジオメータとの間の損失を最小限にすることが極めて望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の目的は、人間又は動物の体内の流体又は組織の加熱及び該流体又は組織の温度の検知の同時制御を可能にする低侵襲性のアンテナカテーテル装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、患者に挿入することができるアンテナカテーテル及び外部制御ユニットを含む装置であって、該カテーテルと該外部ユニットとの間の長くて損失の大きい同軸ケーブルの必要性をなくすよう構成された装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の更なる目的は、アンテナカテーテルと該カテーテル内に完全に組み込まれたラジオメータという形の受信機とからなる低侵襲性の温度検知装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の更に別の目的は、内蔵ダイプレクサ及びマイクロ波受信機を含む一体型アンテナカテーテルであって、送信機を含む外部制御ユニットに接続された際に該カテーテルに隣接する流体又は組織の加熱と該流体又は組織の温度の検出とを同時に行うことができる、一体型アンテナカテーテルを提供することにある。
【００１６】
その他の目的は、部分的には自明であり、部分的には以下で現れる。
【００１７】
したがって、本発明は、構成の特徴、構成要素の組み合わせ、及び各部の配置を含み、これらについて以下の詳細な説明で例示し、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すこととする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
端的に言えば、本発明は、人間又は動物の患者に挿入するためのアンテナカテーテルからなる。該カテーテルは、場合によってはプローブと称され、送信機及びディスプレイを含むことが可能な外部制御ユニットにより接続することが可能なものである。従来と同様に、該装置は受信機（好適にはディッケ型ラジオメータ）も含む。しかし、該受信機を従来行われているように外部制御ユニット内に組み込むのではなく、該受信機の全ての構成要素をカテーテル内に完全に組み込み、好適には（必須ではないが）前記送信機はRF信号（すなわち300MHz未満の信号）を送信する。これは、アンテナと受信機との間の電気的な距離を最小限にするだけでなく、信号損失という問題を有すると共に上述したような測定誤差を生じさせる長い同軸ケーブルの必要性を排除するものとなる。よって、本装置は、その種の匹敵する従来の装置よりも高いSN比及び感度を有するにもかかわらず、より単純でその製造及び維持がより安価なものとなる。
【００１９】
本装置が、組織の加熱並びにその温度の検知を意図したものである場合には、以降で一層詳細に説明するように、ダイプレクサもカテーテル内に完全に組み込まれ、これにより同じカテーテルが、外部送信機から受信したエネルギーを一周波数で放射して組織を加熱すると同時に、該組織からの熱放射（組織温度を示すもの）を様々な周波数で検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】制御された加熱及び温度検知のためのアンテナカテーテルを含む、低侵襲性用途のための一体型カテーテル装置を図式的に示したものである。
【図２】図１のアンテナカテーテルを一層詳細に示す、部分的な縦断面図を拡大して示したものである。
【図３】図２のカテーテルを更に拡大し部分的に切り欠いて示す、部分断面斜視図である。
【図４】図２のカテーテルの一部を更に拡大して一層詳細に示す同様の図である。
【図５】図２のカテーテル内に組み込まれた特定の電気的な構成要素を示す概略図である。
【図６】本装置の制御ユニットの特定の構成要素を示す同様の図である。
【図７】図２のアンテナカテーテルのリターンロスを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の本質及び目的の完全な理解のため、添付図面に関連して以下の詳細な説明を参照することとする。
【００２２】
図１を参照すると、その装置は、患者の体内の自然の通路又は切開された通路を介して該患者内に挿入されるよう構成された低侵襲性の可撓性アンテナカテーテル又はプローブ10と、外部制御ユニット12とを含む。該カテーテルは、可撓性ケーブル14によりユニット12に接続され、該可撓性ケーブル14は、ユニット12上の対応するコネクタ12aに接続する端部コネクタ14aを有する。典型的には、カテーテル10は、長さ約12.7〜25.4mm（0.5〜1.0インチ）及び直径約2.0〜2.54mm（0.08〜0.10インチ）のものとすることが可能である。
【００２３】
図２及び図３を参照すると、カテーテル10は、内側導体16及び同軸管状外側導体18を含む。導体16は、導体18よりも長く、その前端又は先端16aは、外側導体18の正面側に隔置された（その空間は円盤状誘電性スペーサ部材24で満たされる）導電性円盤状トゥプレート22の中心に対して半田や溶接等によって接続される。半球状導電性シェル26がトゥプレート22の正面に取り付けられる。それらが共にカテーテル10の導電性前端又は先端10aを形成する。シェル26はまた、該シェルの壁と前記トゥプレートとの間に流体密封性の空間28を画定する。
【００２４】
外側導体18の後端又は尾端は、該導体18に対して及び内側導体16の後端16bに対して半田付けされ又は溶接された円盤状ヒールキャップ30によって閉鎖され、該内側導体16の該後端16bは、ヒールキャップ30の中央の小さな開口32内へと延びている。中心導体16の後端はまた、ケーブル14の内側導体33の先端に対して接続される。これらの２つの導体は、開口32において、ヒールキャップ30に対して固定されているケーブル端部と出会う。
【００２５】
図２及び図４から最も良く分かるように、内側導体16のうち外側導体18内にある部分は、誘電性スリープ34を有しており、及び導体18内にぴったりとフィットし該導体18の長さ方向に延びる導電性挿入体36によって導体18内に支持されている。導体16及びそのスリーブ34は、前記挿入体内の軸方向通路38に沿って延びている。挿入体36は、外側導体18及びヒールキャップ30の両方に接触している。
【００２６】
図３及び図４から最も良く分かるように、挿入体36は、その断面がほぼＴ字型であり、及び一対の腕部36a,36a及び脚部36bを有しており、それらが外側導体18と協働して、挿入体36の長さ方向に延びる一対の長手方向通路42,42を画定する。これらの通路は、一対のチューブ44を収容することが可能であり、それらチューブ44の前端がトゥプレート22の一対の孔46,46内に固定される。該チューブは、通路42,42に沿ってヒールキャップ30の貫通孔48,48内へと延び、そこでケーブル14の通路49,49と連絡する。
【００２７】
チューブ44は、カテーテル先端10aにおける空間28との間の流体通路を提供し、これにより、カテーテルの先端を冷却するために又はカテーテルの先端を選択された温度に維持するために該カテーテルを通って流体が循環することが可能となる。実際、それらチューブ44が通過する挿入体36はヒートシンクを構成する。このため、該チューブを挿入体42,42内へと開口させてカテーテル及びその内容物全体を該流体の温度に維持することが可能である。図１に示すように、ケーブル14内の通路49,49はコネクタ14aへと延び、該コネクタ14aにおいてホース50と連絡し、該ホース50は、制御ユニット12に対して取り外し可能な状態で結合されるコネクタ50aで終端する。
【００２８】
勿論、挿入体の通路42,42及びチューブ44,44を他の用途に使用することも可能である。例えば、シェル26に小さな孔26を設けて、一方又は両方のチューブにより供給された洗浄用流体をカテーテル先端10aから放出できるようにすることが可能である。また、通路及び／又はチューブは、特定用途に応じて、カテーテル先端の空間28内の温度センサ、超音波トランスデューサ、又はその他の電気装置へと続く小さなワイヤを収容することが可能である。
【００２９】
図２及び図３から最も良く分かるように、誘電材料（例えばPTFE）のシース52は、カテーテル10の外側導体18を取り囲んでいる。しかし、該シースは、該導体の前端又は先端まで全体に延びてはおらず、以下で明らかとなる理由のため、該先端から所定の距離で終端している。シース52の後端又は尾端はケーブル14と融合して、それら二者間に階段状の境界が存在しないようになっており、これにより、該カテーテルを患者内に容易に挿入することが可能となる。
【００３０】
図２ないし図４を参照すると、フィルタ回路54及びマイクロ波ラジオメータ回路56（好適にはモノリシックマイクロ波集積回路チップ（MMICS）という形のもの）が挿入体36の上部に取り付けられ、該挿入体36は、それらチップのための支持体及びヒートシンクとして機能する。また、スペーサ部材24内に埋め込まれた結合コンデンサ58が、挿入体36のすぐ前方で内側導体16に直接取り付けられている。該コンデンサ58の一方の端子が導体16に電気的に接続され、他方の端子がリードストリップ60を介してフィルタ回路54へ接続され、次いで該フィルタ回路54がラジオメータ回路56へ接続される。該ラジオメータ回路56からの出力信号、並びに特定のバイアス電圧及び制御電圧が導体群64で伝送され、該導体群64は、挿入体36の上部に沿って延び、及びヒールキャップ30の孔66を通ってカテーテルを出る。これらの導体は、ケーブル14に沿って制御ユニット12へと延びる対応する導体68（図１及び図３）と結合する。また、回路56からの帰地導体69が、ケーブル14内の対応する導体70に接続される。
【００３１】
好適には、ラジオメータ回路56は、マイクロ波領域の周波数（例えば、1GHz〜26GHz、最も好適には中心周波数4Gz）で動作する。従来のディッケ型ラジオメータカイロが、本出願人の特許第4,557,272号で開示されている。同様のチップ上のラジオメータ構成が、本出願人であるMeridian Medical Systems, Inc.から入手することが可能である。
【００３２】
図１を参照すると、制御ユニット12は、ケーブル14を介してカテーテル10へ電力を供給する送信機又はジェネレータ72を含む。該送信機72からの出力信号は、ラジオメータ周波数とは異なる（好適にはそれよりも遙かに低い）周波数を有する。図示する送信機は、RF周波数範囲（すなわち、300MHz未満、好適には500KHz）の出力を有し、このため、ケーブル14が同軸ケーブルである必要がなくなり、これにより、ケーブル14を同軸ケーブルよりも一層高い可撓性を有し且つそれよりも一層損失が少ないものとすることが可能となる。所与の用途でそれが問題とならない場合には、ジェネレータ72は、マイクロ波領域の一層高い周波数で送信することが可能である。送信機72は、ユニット12のオペレータ制御パネル76上の制御ボタン76aによる命令を受信するプロセッサ74によって制御される。
【００３３】
制御ユニット12はまた、ケーブル14の導体68を介してラジオメータ回路56から温度を示す出力信号を受信する増幅器78を含む。該増幅器78は、該信号を調整してプロセッサ74へ送り、該プロセッサ74がそれに対応して送信機72の出力を制御するための制御信号を生成する。プロセッサ74はまた、該信号をディスプレイ82に適用し、該ディスプレイ82がカテーテル10によりプローブされた流体又は組織の温度をリアルタイムで表示することが可能となる。
【００３４】
勿論、ディスプレイ82は、装置の正しい動作に関連する他のパラメータ（送信機出力、反射電力、カテーテル温度、室温、経過時間等）を表示することも可能である。
【００３５】
また、好適には、制御ユニット12は、プロセッサ74により制御され及びバイアホール84a,84aを介して継手84b,84bへ接続される加熱／冷却装置84を含み、該継手84b,84bにコネクタ50a,50aが接続される。これにより、該装置84がカテーテル10を介して流体を循環させて、該カテーテルを室温より高い又は低い選択された温度に維持すること、又は特定の用途に応じて選択された温度変化の型に従わせることが可能となる。
【００３６】
図２を参照すると、基本的に、カテーテル10内の内側導体16は、導電性の丸い先端10aで終端するRF伝送線路を構成する。該伝送線路は、送信機72の出力信号周波数（例えば、500KHz）で稼働される。送信機72が動作すると、該伝送線路は、カテーテル先端10aと誘電性シース52の先端との間のカテーテルの裸部分のみから加熱用のエネルギーを放射することになる。このため、該裸部分は、RF加熱又は送信アンテナTを構成し、その長さは、外側導体18上のシース52の前方への範囲によって決まる。換言すれば、シース52の長さを長くすると、導体18の露出した長さが短くなり、すなわち、組織に接触できる表面が小さくなり、ひいてはアンテナTの長さが短くなる。外側導体18は、導体16と同じRF電位にあるため、アンテナTと送信機72との間にRF経路を提供することができる。
【００３７】
図２及び図４を参照すると、導電性のカテーテル先端10aはまた、カテーテル10に隣接する組織からの熱放射をとらえることができる温度検知用マイクロ波受信アンテナRを含む。導体16のうち先端10aからコンデンサ58との接合部までの部分は、マイクロ波受信経路を構成し、この経路がリードストリップ60に沿ってフィルタ回路54へと続き、次いでラジオメータ回路56へと続く。導体16は、RF信号及びマイクロ波信号の両方を伝達するが、導体33は、（基本的に導体16の延長部分であるが）外側導体18を介してRF信号のみを伝達する、ということに留意されたい。
【００３８】
用途によっては、誘電性スペーサ部材24を、図４の符号25に仮想線で示すような該部材24の周囲の溝内に巻き付けられた小さな螺旋ワイヤ（巻数2〜4）と共に橋渡しして、先端10aを導体18に接続するのが望ましい場合がある。これにより、受信アンテナRのマイクロ波アンテナパターンの大幅な劣化を伴うことなく、アンテナTのRF加熱パターンが改善される。
【００３９】
カテーテル10が加熱（送信）と温度検出（ラジオメータによる検知）を同時に行うことを可能にするために、受動ダイプレクサDがカテーテル10内に組み込まれて、マイクロ波受信経路から送信機信号が遮断され、及びマイクロ波信号が送信機から隔離される。該ダイプレクサDは、結合コンデンサ58と、該コンデンサ58（より詳細にはそのコネクタ16への接続部）からヒールキャップ30へと延びるカテーテル10の部分により構成される1/4波長（λR/4）短絡スタブSとから形成される。この1/4波長スタブSは、ラジオメータ回路56の周波数（例えば4GHz）に合わせて調整されるべきである。
【００４０】
該スタブS（すなわち、コンデンサ58とヒールキャップ30との間のカテーテル部分）の調整される長さは、スリーブ34内の材料の誘電率並びにラジオメータ周波数によって決まる。例えば、ラジオメータ周波数が4GHz、スリーブ34がPTFE（K=2.1）である場合には、スタブ長は約12.7mm（0.5インチ）となる。一方、K=9の材料が使用される場合には、スタブ長は約6.4mm（0.25インチ）へと短縮することになる。中間的な長さ（例えば、約9.7mm（0.38インチ））の場合には、K=3.8の材料が使用されることになる。
【００４１】
図５は、1/4波長スタブS、結合コンデンサ58、リードストリップ60、並びにバンドパスフィルタ回路54の構成要素を含む、ダイプレクサDの構成要素を示す概略図である。同図に示すように、本カテーテル10の構成では、ラジオメータ周波数に合わせて調整されたスタブSが、送信機72から先端10aまでの送信経路中に挿入される。該スタブS及び回路54内のインダクタンスL1が、送信機72へのRF経路から高周波数（4GHz）信号を隔離するローパスフィルタを形成する。一方、コンデンサC及びインダクタンスL2が共に、低周波数（500KHz）の送信機信号をラジオメータ回路56への信号受信経路から遮断するハイパスフィルタを構成する。用途によっては、回路54のチップがラジオメータ回路56の要素を含むことが望ましい。ラジオメータの部品を別個のチップ上に配設することにより、単一チップ上の増幅器利得が高すぎることにより生じるフィードバックが防止される。
【００４２】
図２及び図４には、中心導体16に直接取り付けられたコンデンサ58が示されている。しかし、コンデンサ58はフィルタ回路54内に組み込むことが可能であり、この場合には図４のリードストリップ60が導体16から回路54へ直接延びることになる。
【００４３】
ここで図６を参照する。同図は制御ユニット10を幾分か詳細に示している。該制御ユニットは、様々なハイパス（HP）及びローパス（LP）フィルタを含み、それらが共にバックエンドダイプレクサを形成し、カテーテル10との間で送受信される様々な信号を隔離する。該信号の全てはケーブル14内の専用の導体に沿って送信される。図示のバックエンドダイプレクサは、ユニット10内に組み込むことができる多数の１つに過ぎず、また本発明を構成するものではないため、詳細には説明しないこととする。カテーテル10からのRF接地導体70がユニット12に接続された接地電極12aに至っていると言うに留めておく。装置が使用されている際には、該電極が患者の皮膚に接触した状態で配置されて、カテーテルと患者との間のRF帰地経路が提供される。
【００４４】
図７はダイプレクサDの性能を示すグラフである。同図に示されているように、ダイプレクサDは、4GHzの受信周波数で良好な（すなわち20dBよりも大きい）インピーダンス整合を提供する一方、500KHzの送信機周波数を含む1GHz未満の周波数を遮断し又は除去する。
【００４５】
上述した構成は、本質的に同じアンテナ要素が信号の送受信を同時に行うことを可能にし、該信号は、組織又は流体の加熱と該組織又は流体の温度の検出との両方をリアルタイムで行うことができるものであり、これにより冒頭で説明した様々な医療処置を行うことが可能となる。カテーテルの大きさ及び／又は剛性を大幅に増大させることなくダイプレクサ及びラジオメータがカテーテルプローブ10内に組み込まれるという事実により、本装置が極めて精確でノイズフリーな温度測定を最小限の時間で提供することが可能となる。
【００４６】
上記から分かるように、本出願人のカテーテル装置は、人間又は動物の体内の組織又は流体を監視し及び／又は制御された態様で加熱するためにかかる組織又は流体の温度を検出するための特に効率的で効果的な手段を提供する。該カテーテルが送信アンテナ及び受信アンテナを含む場合であっても、マイクロ波ラジオメータ全体及びダイプレクサが送信機を受信機から電気的に隔離し、該カテーテルは、依然として非常に小さくて可撓性を有するものであり、このため、多くの低侵襲性医療用途に使用することが可能となる。
【００４７】
既述の目的、特に上記説明から自明である目的は、効率的に達成される、ということが理解されよう。また、本発明の範囲から逸脱することなく上記構成に特定の変更を加えることが可能である。例えば、用途によっては、送信機76は、マイクロ波領域で送信を行うことが可能である。しかし、その場合には、ケーブル14は同軸ケーブルとなり、これは、より可撓性が低くて損失の多いものとなる。また、勿論、カテーテルが検出のためだけに使用される場合には、スタブS及び回路54を含むダイプレクサを省略することができる。
【００４８】
したがって、上記で説明し添付図面に示した全ての事柄は例示的なものであって制限を意味するものではないということが意図されている。
【００４９】
また、以下の特許請求の範囲は、本書で説明した本発明の一般的な特徴及び特定の特徴の全てを網羅することが意図されたものである、ということが理解されよう。
【図１】
2010500053.tif 000003
【図２】
2010500053.tif 000004
【図３】
2010500053.tif 000005
【図４】
2010500053.tif 000006
【図５】
2010500053.tif 000007
【図６】
2010500053.tif 000008
【図７】
2010500053.tif 000009
【国際調査報告】
2010500053.tif 000010
2010500053.tif 000011