(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集中したエネルギーを前立腺に照射することによって、前立腺の癌性、前癌性、前良性、および良性の状態の１つを治療するシステムであって、
ａ）前立腺に近接する尿道および直腸の壁の温度を監視する手段；
ｂ）エネルギーを前立腺に照射するために定置される少なくとも１つのエネルギーアプリケーター；
ｃ）前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターに送られる初期のエネルギー出力を設定する手段；
ｄ）監視される尿道および直腸壁温度に基づき、治療の間中、前記少なくとも１つのアプリケーターに送られる相対エネルギー出力を調整する手段；
ｅ）前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターに送られるエネルギーを監視する手段；
ｆ）前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターによって、所望の総エネルギー線量が前立腺に送られた場合に、自動的に治療を停止する手段
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、並びに、
前立腺の組織の中の適切な深さへ挿入するＥ−フィールドプローブ、および
各アプリケーターに送られる初期の相対エネルギー位相を設定し、該前立腺組織中に置かれるＥ−フィールドプローブにマイクロ波エネルギーを合焦させる手段：
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前立腺組織の中央深部への、または前立腺病変中における超音波誘導の下、Ｅ−フィールドプローブを前立腺組織中に挿入することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記尿道および直腸の壁の温度を監視する手段が、該尿道および直腸の壁との圧力接触を提供するように構成された温度プローブを包含することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
尿道および直腸の少なくとも１つに、前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターを定置し、かつ前立腺を圧迫し、前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターの位置を固定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記前立腺を圧迫し、アプリケーターの位置を固定する手段が、蒸留水および脱イオン水の１つで膨張させられるバルーンを包含し、前記バルーンを尿道および直腸の少なくとも１つに挿入することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記集中したエネルギーは、マイクロ波、超音波、高周波、およびレーザーエネルギーの１つであり、かつ１または複数のコヒーレントまたは非コヒーレントエネルギーアプリケーターは、前立腺を取り囲み、集中したエネルギーを前立腺組織に選択的に照射し、該前立腺の癌性、前癌性、良性および前良性の状態の１つを治療することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記集中したエネルギーは、マイクロ波、超音波、高周波、およびレーザーエネルギーの１つであり、前記エネルギーアプリケーターの少なくとも１つを、前立腺の隙間に挿入し、該前立腺組織に集中したエネルギーを選択的に照射し、該前立腺の癌性、前癌性、および良性の状態を治療することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前立腺の癌性の状態が、腺癌、癌肉腫、横紋筋肉腫、軟骨肉腫、および骨肉種の１つを包含し、並びに前癌性の状態が、前立腺の上皮内腫瘍生成および良性前立腺増殖を包含する良性前立腺病変の１つを包含することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、尿道および直腸の少なくとも１つに前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターを定置し、並びに水で尿道および直腸内のエネルギーアプリケーターを冷却するための手段、および経尿道および経直腸のアプリケーターの水冷温度を調整し、尿道および直腸を過熱から保護する手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、かつ流体で満たされたカテーテルをさらに含み、前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターが該流体で満たされたカテーテル内に配置され、および該流体で満たされたカテーテルが、前記少なくとも１つのアプリケーターから上述の治療される組織までをマイクロ波エネルギーで結ぶことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、かつ該マイクロ波エネルギーの周波数が１００ＭＨｚと１０ＧＨｚとの間であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターが尿道および直腸それぞれに定置される２つのマイクロ波アプリケーターであり、かつ該２つのマイクロ波アプリケーターに送られる相対エネルギー位相を調整する手段をさらに含み、治療の前および間で該相対エネルギー位相を−１８０度と１８０度との間で調整し、前立腺組織中に合焦した場を作ることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、前記少なくとも１つのアプリケーターに送られる初期のエネルギー出力が、０ワットと７０ワットとの間であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、かつ前記少なくとも１つのアプリケーターに送られるエネルギー出力を調整する手段は、治療の間中、０から１５０ワットの範囲にわたりエネルギー出力を調整し、所望のマイクロ波エネルギー線量を送り、かつ健康な組織および治療される領域を取り囲む壁が過熱することを回避することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、かつ前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターに送られる総マイクロ波エネルギーを決定する手段、および治療の間、総マイクロ波エネルギーをリアルタイムで表示する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、かつ治療の最初から最後までにわたり前記少なくとも１つのアプリケーターに送られる総マイクロ波エネルギーが、２５キロジュールと２５０キロジュールとの間であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記尿道および直腸壁の温度を監視する手段が、前立腺組織中の適切な深さに挿入される温度プローブであり、Ｅ−フィールドプローブが挿入されたのと同じ場所で、前記温度プローブが前立腺中に挿入されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記集中したエネルギーがマイクロ波エネルギーであり、かつ総マイクロ波エネルギー線量が、前立腺腫瘍において、４３℃に対応するおよそ６０分と４００分との間の総等価熱線量を生成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
Ｅ−フィールドプローブに送られるエネルギー出力レベルを監視する手段をさらに含み、該Ｅ−フィールドプローブによって受信される総マイクロ波エネルギーが、治療の期間を決めるためのフィードバックとして用いられることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項２１】
所望の総エネルギー線量が前記少なくとも１つのエネルギーアプリケーターに送られた場合に、前立腺の正常な組織に対する損傷を回避しながら、治療される前立腺悪性腫瘍、前癌性細胞、および良性の病変の全てを破壊することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
尿道および直腸壁温度を監視する第２の手段をさらに含み、前記第２の温度監視手段が、挿入された温度プロ−ブであることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項２３】
前立腺に近接する尿道および直腸壁表面に置かれる２つの非侵襲性Ｅ−フィールドセンサーと、前記少なくとも１つのアプリケーターに送られる初期の相対エネルギー位相を設定および調整し、前立腺に近接する尿道および直腸の壁表面に置かれる前記Ｅ−フィールドセンサーにエネルギーを最小化し、治療される前立腺組織にエネルギーを合焦させる手段とをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
１．発明の分野
本発明は、一般的に、高熱療法で、前立腺組織内の肉眼で見ることのできる腫瘍並びに顕微鏡的な悪性のおよび良性の細胞を治療するため、単一のエネルギーアプリケーターか、あるいは多数のエネルギーアプリケーターを用いて、合焦したエネルギーを身体に選択的に施すシステムに関する。本発明によるシステムは、高水分含有物である検知されない顕微鏡的な病理学上変化した細胞（新形成）を含有する健康な組織を治療して、癌性、前癌性、もしくは良性の前立腺病変の発生または再発を防止するのに用いてよい。さらに、本システムを用いる開示されたシステムおよび方法は、前立腺内部の腫瘍の生育を妨げることができ、並びに前立腺外部への癌細胞の広がりを妨げることができる。
【０００２】
２．先行技術の記述
高熱療法で前立腺腫瘍を治療するために、前立腺の健康な組織並びに患者の尿道および直腸壁を包含する周囲の組織に危害を加えないようにしながら、前立腺器官のかなりの部分を加熱する必要がある。アメリカでは、１年間におよそ２００，０００例の癌が検出され、並びにＢＰＨ（拡大した前立腺器官）として知られる良性の前立腺肥大が３７５，０００例ある。ＢＰＨは、前立腺器官の非癌性腫張（腫瘍）であり、年をとった、特に５０歳を過ぎたほとんど全ての男性に発生する。ＢＰＨの例では、前立腺の腫張は、組織の過度の生育を含み、該生育は、最後には膀胱の排出口を通り難くし、排尿を困難とさせる。前立腺癌の例では、最後には、該癌が前立腺器官の被膜を突破し、骨および身体の生命を維持するのに必要な器官にまで癌が広がるであろう。ＢＰＨおよび前立腺癌の兆候のいくつかは同じであるが、ＢＰＨを保持することが、前立腺癌にかかる可能性を増加させるわけではない。しかしながら、ＢＰＨを保持する患者は検出されない前立腺癌に同時にかかっているかもしれないし、あるいは前立腺癌に今後なるかもしれない。
【０００３】
当該分野において知られるように、前立腺腫瘍を治療するための加熱の使用は、多数の方法において効果的でありうるが、ほとんどの場合には、該加熱治療は、尿道および直腸壁を過熱せずに前立腺器官のかなりの体積を加熱することが可能でなければならない。放射線治療では、全前立腺および近接する組織をＸ線で照射し、顕微鏡的な癌細胞を全て殺す。前立腺の大きい体積を加熱することは、前立腺の多くのあるいは全ての顕微鏡的な癌腫細胞を破壊するが、腫瘍を加熱する公知の方法は、前立腺内の健康な組織を破壊し、さらに患者の尿道壁および直腸壁を傷つける恐れがある。
【０００４】
前立腺器官は、筋肉と同様の電気的特質を有し（Ｔ．Ｓ．Ｅｎｇｌａｎｄ  ａｎｄ  Ｎ．Ａ．Ｓｈａｒｐｌｅｓ、Ｎａｔｕｒｅ、Ｖｏｌ．１６３、Ｍａｒｃｈ  ２６、１９４９、ｐｐ．４８７−４８８．）、かつおよそ８０％の高い水分含有量を有することが知られている（Ｆ．Ａ．Ｄｕｃｋ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｔｉｓｓｕｅ、Ａ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｂｏｏｋ、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、ｐ．３２１、１９９０）。一般的に、腫瘍組織は、正常な組織より水分含量が１０％から２０％高い傾向にある。（Ｆｏｓｔｅｒ  ａｎｄ  Ｓｃｈｅｐｐｓ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｐｏｗｅｒ、ｖｏｌ．１６、ｎｕｍｂｅｒ  ２、ｐｐ．１０７−１１９、１９９１）。したがって前立腺腫瘍は、およそ９０％の水分含有量を有する。それゆえ前立腺の選択的なマイクロ波加熱は、癌性または良性の細胞を標的とする最も良い方法である。
【０００５】
マイクロ波エネルギーは、より低い水分含量の正常な組織に起こる加熱に比べて、高水分含量の腫瘍組織をより速く加熱できることが、よく知られている。腫瘍組織は、灌流が不充分である傾向があり、したがって治療温度において血流がしばしば減少し、迅速な加熱を可能にするが、正常な組織では、血流はしばしば増加し、熱損傷から正常で健康な組織を保護する。マイクロ波周波数における電磁気エネルギー吸収によって導かれる高熱（高温）が、人体の悪性腫瘍の治療における放射線治療の効果を著しく高めるということは、多くの臨床上の研究により確立されている（Ｖａｌｄａｇｎｉ、ｅｔ  ａｌ．、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．２８、ｐｐ．１６３−１６９、１９９３；Ｏｖｅｒｇａａｒｄ  ｅｔ  ａｌ．、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａ、Ｖｏｌ．１２、Ｎｏ．１、ｐｐ．３−２０、１９９６；Ｖｅｒｎｏｎ  ｅｔ  ａｌ．、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．３５、ｐｐ．７３１−７４４、１９９６）。Ｓ期（Ｓ−ｐｈａｓｅ）細胞のような耐放射線細胞は、高温で直接的に殺すことができる（Ｈａｌｌ、Ｒａｄｉｏｂｉｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｒａｄｉｏｌｏｇｉｓｔ、４ｔｈＥｄｉｔｉｏｎ、ＪＢ  Ｌｉｐｐｉｎｃｏｔｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、ｐｐ．２６２−２６３、１９９４；Ｐｅｒｅｚ  ａｎｄ  Ｂｒａｄｙ、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｏｆ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ、Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、ＪＢ  Ｌｉｐｐｉｎｃｏｔｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、ｐｐ．３９６−３９７、１９９４）。マイクロ波放射装置による高熱治療は、一般的に、種々の治療活動の中で施され、該治療では悪性腫瘍は約６０分間にわたり約４３℃に加熱される。約４３℃を越える温度では、１℃上がるごとに、腫瘍細胞を殺すための時間が1／２に減少するということが知られている（Ｓａｐａｒｅｔｏ、ｅｔ  ａｌ．、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．１０、ｐｐ．７８７−８００、１９８４）。したがって４３℃で６０分間の加熱単独治療は、４５℃でわずか約１５分に引き下げることができ、その時間は、しばしば等価線量（ｔ４３℃等価分）と呼ばれる。
【０００６】
非侵襲性マイクロ波アプリケーターによる治療の間、周囲の表面にある健康な組織が、望ましくないホットスポットのせいで苦痛または病変をこうむるのを防ぎながら、半深の腫瘍を充分に加熱することは困難であるということが証明されていきている。組織の比吸収率（ＳＡＲ）は、組織の加熱特性を決定するのに用いられる一般的なパラメーターである。ＳＡＲは、一定の時間間隔にわたる温度の上昇に組織の比熱を乗じたものに比例し、およびマイクロ波エネルギーに関し、ＳＡＲは、電界の自乗に組織の電気伝導度を乗じたものにも比例する。絶対のＳＡＲの単位は、ワット／キログラムである。
【０００７】
深部組織高熱療法のための非適応制御フェーズドアレーについて述べている最初に公開された報告は、理論的研究であった（ｖｏｎ  Ｈｉｐｐｅｌ、ｅｔ  ａｌ．、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｆｏｒ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  １３、ＡＤ−７６９８４３、ｐｐ．１６−１９、１９７３）。Ｒｏｄｌｅｒの米国特許第３，８９５，６３９号は、２チャンネルおよび４チャンネルの非適応制御フェーズドアレー高熱療法回路について述べている。同様に、非適応制御フェーズドアレー高熱療法システムは、Ｔｕｒｎｅｒの米国特許第４，５８９，４２３号において開示された。
【０００８】
電界プローブを用いて組織の電界パターンを測定することができるということが、Ｂｅｓｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．、Ｒａｓｉｏ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｖｏｌ．１２、Ｎｏ．６（５）、Ｎｏｖ−Ｄｅｃ  １９７７、ｐｐ．１５−２５に示されており、特に測定された電界は中央組織において焦点のピークを有するいくつかの例が示されている。この論文は、生被検体における電界のリアルタイム測定に関する概念についても論じでいる。しかしながらＢｅｓｓｅｎらは、電気プローブでリアルタイムに電界を測定し、フェーズドアレーを適応的に合焦させる概念については開発しなかった。
【０００９】
マイクロ波エネルギーによる、深部前立腺組織中での高熱療法の実施の最も困難な点は、尿道および直腸壁並びに周囲の器官を熱傷から保護しながら、あらかじめ決まった深さで充分な加熱を行うことである。Ｆｅｎｎの米国特許第５，２５１，６４５号、第５，４４１，５３２号、第５，５４０，７３７号および第５，８１０，８８８号において述べられているように、健康な組織中に形成される適応的ゼロ位（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｎｕｌｌｓ）を有する腫瘍の位置に適応的に合焦されるビームを生成するために、侵襲性および非侵襲性電界プローブを伴う非侵襲性多数アプリケーター適応制御マイクロ波フェーズドアレイを用いることができ、これらの文献は参照により本明細書中に取りこまれる。理論上、合焦したマイクロ波放射線ビームは腫瘍に集中させられ、最小限のエネルギーが周囲の健康な組織に与えられる。治療中マイクロ波を制御するために、温度を検知するフィードバックプローブ（Ｓａｍａｒａｓ  ｅｔ  ａｌ．、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ２ｎｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｅｓｓｅｓｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ、Ｊｕｎｅ２−４、１９７７、Ｕｒｂａｎ＆Ｓｃｈｗａｒｚｅｎｂｅｒｇ、Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ、１９７８、ｐｐ．１３１−１３３）を腫瘍の方向に挿入するが、腫瘍中にプローブを正確に据えることはしばしば困難である。温度を検知するフィードバックプローブのための輪郭のはっきりした標的位置がないため、前立腺のいたるところに広がった悪性腫瘍に高熱を送ることにおいては、さらなる困難さが生じる。他の状況では、プローブが腫瘍病変を通過させる場合には、癌細胞の感染または広がりの危険性を下げるために、前立腺組織内にプローブ（温度またはＥ−フィールドのどちらも）の挿入するのを回避することは議論の余地なく望ましい。
【００１０】
前立腺癌治療のための２つの腔内（ｄｕａｌ  ｉｎｔｒａｃａｖｉｔａｒｙ）（経尿道のおよび経直腸の）コヒーレントフェーズドアレーマイクロ波アプリケーターの使用について、いくつかの論文で論述されている（Ａ．Ｓｕｒｏｗｉｅｃ、ｅｔ  ａｌ．、Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉｃ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  １９９２、Ｖｏｌ．１、Ｓｕｍｍａｒｙ  Ｐａｐｅｒｓ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ６ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  ｏｎ  Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉｃ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ、Ａｐｒｉｌ  ２７−Ｍａｙ  １、１９９２（Ａｒｉｚｏｎａ  Ｂｏａｒｄ  ｏｆ  Ｒｅｇｅｎｔｓ）、ｐ．２６８（ａｂｓｔｒａｃｔ）；Ｍ．Ｍ．Ｙｅｈ、ｅｔ．ａｌ．Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉｃ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  １９９２、Ｖｏｌ．１、Ｓｕｍｍａｒｙ  Ｐａｐｅｒｓ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ６ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  ｏｎ  Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉｃ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ、Ａｐｒｉｌ  ２７−Ｍａｙ  １、１９９２（Ａｒｉｚｏｎａ  Ｂｏａｒｄ  ｏｆ  Ｒｅｇｅｎｔｓ）、ｐ．２６９（ａｂｓｔｒａｃｔ）；ａｎｄ  Ｊ．Ｃ．Ｃａｍａｒｔ、Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉｃ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  １９９６、Ｖｏｌ．２、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ７ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  ｏｎ  Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉｃ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ、Ｒｏｍｅ、Ｉｔａｌｙ、Ａｐｒｉｌ  ９−１３、１９９６、ｐｐ．５９８−６００）。Ｓｔｅｒｚｅｒの米国特許第５，００７，４３７号で、ＢＰＨ治療のための非コヒーレント経尿道アプリケーターおよび非コヒーレント経直腸アプリケーターの使用について、さらに述べられている。しかしながら、公知の先行技術は、固形の腫瘍塊（ｓｏｌｉｄ  ｔｕｍｏｒ  ｍａｓｓｅｓ）の治療のための経尿道および経直腸のアプリケーターの使用を指向する。公知の方法はどれも、顕微鏡的な疾患の治療並びに癌およびＢＰＨに見出されるような固形の腫瘍塊の発生の防止について関与していない。
【００１１】
（前立腺癌）
前立腺癌を治療するための現在の標準は、前立腺全体を外科的に除去する完全または神経温存の前立腺切除、および低線量の放射源を前立腺中に永久的に移植して６〜９ヶ月にわたって有効に照射を行うか、あるいは約２日間にわたって高線量の放射源を前立腺中に一時的に移植する小線源照射療法であり、前立腺被膜を既に貫通したもしくは貫通する可能性のある顕微鏡的癌細胞を捉えるための外的ビーム放射療法と組み合わせられる。外科手術の副作用は、失禁およびインポテンスを包含する。外科手術後の癌再発の割合は、特に前立腺特異的抗原レベル（以下に述べる）が１０より大きい場合、５年でおよそ３５％程度、１０年でおよそ６０％程度の高さである可能性がある。放射線治療は、皮膚反応、疲労および吐気などの短期副作用を有する。さらに、前立腺に対する放射線治療の長期副作用は、周囲の組織に対する損傷と並んで、尿失禁（膀胱調節の欠損）およびインポテンスを包含する。
【００１２】
ホルモン治療も、癌細胞の増殖を止めることにより前立腺癌治療を補足するために用いられる。テストステロンのような男性ホルモンは、癌細胞の増殖を助け、反対に女性ホルモンあるいはエストロゲンは、生育を阻害する。エストロゲン治療の副作用は、吐気および嘔吐、のぼせ、体液の停留、体重増加、頭痛並びに男性の乳房肥大（胸部組織の増加）を包含する。
【００１３】
基本的に、近年の前立腺治療に関する問題は、前立腺器官からの顕微鏡的な被膜貫通、それによる生体組織への癌の広がりを調節できないことにある。癌細胞の顕微鏡的な被膜貫通を患う男性は、完全な前立腺切除では治療できない。これらの顕微鏡的な細胞は、前立腺被膜を通ってリンパ組織または血管によって、前立腺器官から遠く離れて生体組織中でと広がる可能性がある。
【００１４】
周知の血清分析前立腺特異的抗原（ＰＳＡ）試験（Ｍ．Ｋ．Ｂｒａｗｅｒ，“Ｐｒｏｓｔａｔｅ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ａｎｔｉｇｅｎ：Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｓｔａｔｕｓ，”ＣＡ  Ａ  Ｃａｎｃｅｒ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｆｏｒ  Ｃｌｉｎｉｃｉａｎｓ、Ｖｏｌ．４９、ｐｐ．２６４−２８１、１９９９、ａｎｄ  Ｊ．Ｅ．Ｏｅｓｔｅｒｌｉｎｇ、“Ｐｒｏｓｔａｔｅ  Ｓｐｅｓｉｆｉｃ  Ａｎｔｉｇｅｎ：Ａ  Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｍｏｓｔ  Ｕｓｅｆｕｌ  Ｔｕｍｏｒ  Ｍａｒｋｅｒ  ｆｏｒ  Ａｄｅｎｏｃａｒｃｉｎｏｍａ  ｏｆ  ｔｈｅ  Pｒｏｓｔａｔｅ、”Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｕｒｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．１４５、ｐｐ．９０７−９２３、Ｍａｙ  １９９１．）を用いて前立腺癌の存在を検出することができる。前立腺の内腔は、人体の中で最も高い濃度のＰＳＡを含有する。ＰＳＡは、すべてのタイプ（正常、良性増殖性および悪性）の前立腺において生成される酵素である。特に、ＰＳＡは、前立腺器官の腺房および管に並ぶ上皮細胞によってのみ生成されるセリンプロテアーゼであり、支質および血管要素を含む前立腺の他の細胞組織は、ＰＳＡを生産しない。ＰＳＡが、ＢＰＨ組織、初期前立腺癌組織および転移前立腺癌組織の上皮細胞において生成されることを、研究員は証明してきた。血清ＰＳＡ試験は、相当数の前立腺癌を検出し、前立腺腫瘍の破壊は、ＰＳＡレベルの減少させる。なぜなら腫瘍が取り除かれると身体はＰＳＡの生成を止めるからである。一般的に、前立腺における癌腫瘍の存在を証明することを試みるために患者に生検をするかどうかを決定するために、４．０ｎｇ／ｍｌ以上のＰＳＡレベルが用いられる。したがって、もし特に夜間の頻繁な排尿、排尿不能、排尿の開始または抑制困難、弱いあるいは妨げられる尿流、および背中下部、臀部または上部大腿部における頻繁な痛みまたは硬直を包含してよい前立腺癌の前兆および兆候を患者が感じても、ＰＳＡレベルが４．０ｎｇ／ｍｌ未満の患者には、生検を行わない。
【００１５】
ＰＳＡレベルに加えて、前立腺の腺癌を組織学的に等級付けるためにＧｌｅａｓｏｎ  Ｇｒａｄｅが用いられ（Ｇ．Ｋ．Ｚａｇａｒｓ，ｅｔ  ａｌ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．３１、Ｎｏ．２、ｐｐ．２３７−２４５、１９９５）、Ｇｒａｄｅ  １は、悪性度が最も小さく、かつ増殖が最も遅い。Ｇｌｅａｓｏｎ  Ｇｒａｄｅ  ３は、診察した場合に最も一般的に見出されるグレードである。Ｇｌｅａｓｏｎ  Ｇｒａｄｅ  ４、５およびそれ以上（最高１０まで）は、きわめて攻撃的で増殖の速い悪性腫瘍であると考えられる。
【００１６】
生検の結果および段階づけは、癌の振舞いとその広がりの可能性を予測するのに用いられる。ステージ１の腫瘍は、小さく、直腸検査では触感することができない。ステージ２以上は、前立腺中の腫瘍を触感することができることを表す。ステージ３の癌は、前立腺の境を越え広がっている。骨スキャン、ＣＴまたはＭＲＩスキャンのような画像検査で決定することができるステージ４では、癌は、近くのリンパ腺、骨または体中の他の場所まで広がっている。医療分野において良く知られるように、癌がより早期に検出されるほど、癌から生き残るチャンスが大きくなる。もしステージ２より前の段階で検出が可能でないのなら、２番目によい医学的な選択は、外見上健康な組織を安全に治療することである。すなわち、一般的にステージ２以降の段階に到達する前に癌を検出することができないので、健康な組織を治療する必要がある。
【００１７】
前立腺腺管癌には、移行上皮癌、腺管内腺癌、混合腺管癌および類内膜癌（ｅｎｄｍｅｔｒｉｏｉｄ  ｃａｒｃｉｎｏｍａｓ）の４つのタイプがある。移行上皮癌および混合腺管癌は、もし該腫瘍がまだ前立腺に留まってる間に見出されたら、前立腺と膀胱の完全除去を要する攻撃的な癌である。前立腺と膀胱の完全除去は、類内膜癌の医学的に認容される治療でもある。腺管内腺癌は、完全な前立腺切除により治療される。したがって、癌の治療並びに増殖および広がりの防止のために、外科的前立腺切除を要しないシステムが必要である。
【００１８】
（良性前立腺肥大）
良性前立腺肥大（ＢＰＨ）は、尿道に圧力を加え、その結果尿の流れを妨害する前立腺器官の拡大として主に述べられ、中高年男性の共通の悩みである。６５歳以上のおよそ５０％の男性が、彼等の生活の質に著しく影響を及ぼすＢＰＨの症状を有する。アメリカ泌尿器科学協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｕｒｏｌｏｇｉｃａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）（ＡＵＡ）症状インデックスは、ＢＰＨ症状を分類するのを助けるために開発された。ＡＵＡスコアは、以下のスコア範囲を有する：０から７ポイント−ＢＰＨ症状が軽いと判断される；８から１９ポイント−ＢＰＨの症状が中程度と判断される；２０から３５ポイント−ＢＰＨ症状が重いと判断される。しかしながら多くのＢＰＨ患者は、彼等のＡＵＡスコアが約１２までは治療を求めない。
【００１９】
最近２０年間にわたって、ＢＰＨのための多数の治療が、有利な点および不利な点のそれぞれとともに開発されてきた。ＢＰＨ治療システムの主要なタイプは：１）前立腺経尿道切除（ＴＵＲＰ）、２）前立腺の経尿道電気蒸気療法（Ｔｒａｎｓｕｒｅｔｈｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ）（ＴＶＰ）、３）薬剤、４）間隙のレーザー凝固（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  Ｌａｓｅｒ  Ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ）、５）ＲＦ針切除（ＲＦ  Ｎｅｅｄｌｅ  Ａｂｌａｔｉｏｎ）、および６）前立腺のマイクロ波熱療法がある。前立腺の経尿道の切開、前立腺ステントおよびバルーン拡張法を含有する他の治療技術が、探求されたが、より少ない範囲でしか用いられない。
【００２０】
ＢＰＨ治療の成功および有用性は、１）効力、２）持久性、３）（処置の間およびその後の）痛みのレベル、４）回復期間、５）処置の複雑さ、６）処置の費用、および７）副作用の点から測定することができる。ＢＰＨ治療の効力は、上述のＡＵＡ症状インデックス（ＳＩ）および尿流速度の最大値を用いて、一般的に定量化される。正常な尿流速度は、約１６ｍｌ／秒である。時として、残尿量および圧力流などの他の任意の試験は、効力を判断するのに用いられる。持久性は、治療の効き目がある時間の長さである。痛みのレベルは、主に、全身麻酔または局部麻酔のいずれが必要であるかに関する。回復期間は、入院期間および自宅静養の日数の点から測られる。処置の複雑性は、処置の期間、処置を施す個人（泌尿器科医または専門技術者のどちらか）のトレーニング、必要とされる麻酔のタイプ、および治療の後フォーリーカテーテルに必要とされる時間の長さの相関関数である。処置の費用は、処置の期間および複雑性、特に入院が必要であるか否かによって、強く影響される。
【００２１】
１９９０年頃までは、ＢＰＨの主流な治療（“ゴールドスタンダード”）は、泌尿器科医によって施される前立腺の経尿道切除（ＴＵＲＰ）であった。ＴＵＲＰは、費用が高く、回復に長期を要し、および多くの著しい副作用を有し、これらのことは、より良い治療技術の探求を促していた。手術、薬剤およびレーザーを包含するＢＰＨ治療のためのアプローチ、ＲＦ、並びにマイクロ波の適用の概要を以下に述べる。
【００２２】
前立腺の経尿道切除（ＴＵＲＰ）：
ＢＰＨ治療の“ゴールドスタンダード”は、外科的処置を含み、該処置において電気外科ループを有する堅い経尿道スコープを用いて、ＲＦエネルギーにより拡大した前立腺組織の一部（主に前立腺の中央部）を取り除く。実際に、ＢＰＨの外科的処置の９０％は、その高い効力（８５％以上）、患者の９０％に関する長期間の持久性（１０から１５年）を理由にＴＵＲＰを含む。アメリカ合衆国では、１年間に約２００，０００のＴＵＲＰが行われている。ＴＵＲＰは多くの欠点を有する：ＴＵＲＰは非常な痛みを伴う処置であり、および２から４日間の入院を要し、かつ２から４週間の家での回復を要する。ＴＵＲＰ処置は、約１時間で行われ、全身麻酔を要する。泌尿器科医が、該処置を行わなければならない。治療後約２から３日間、フォーリーカテーテルを必要とする。ＴＵＲＰの主な潜在的な副作用のいくつかは、インポテンス、失禁、激しい失血および逆行性射精を含む。
【００２３】
開放性前立腺切除（Ｏｐｅｎ  Ｐｒｏｓｔａｔｅｃｔｏｍｙ）：
開放性前立腺切除は、非常に大きい前立腺の患者に主に用いられ、優れた結果を有する：該効力は、９５％以上であり、該持久性は、ＴＵＲＰと同じ（１０から１５年）である。いずれの外科的処置についても、痛みのレベルが非常に高く、全身麻酔を必要とする。約７から１０日の入院に加えて、自宅で３から５週間過ごすことを要する。該処置は数時間かかり、かつ泌尿器科医によって行われなければならない。上述の治療に続いて、フォーリーカテーテルを２から４日間使用し、膀胱をドレーンしなければならない。開放性前立腺切除は、ＴＵＲＰの約２倍の費用であり、かつ激しい失血、インポテンスおよび失禁を含む深刻な潜在的副作用および合併症を有する。
【００２４】
前立腺の経尿道電気蒸気療法（ＴＶＰ）
基本的にはＴＵＲＰの部分的な改善である、前立腺の経尿道電気蒸気療法は、溝のある電気外科的なローラーボール電極を利用し、前立腺組織によってふさがれた尿道を開放させる。ＴＶＰ処置は、ＴＵＲＰに比べるとより安全で、かつ最小限の副作用を有する。効力は優れている（８５％）が、やはり非常に痛みの伴う処置であり、２から４日間の入院および自宅で１から２週間過ごすことを要する。泌尿器科医がこの６０分間の処置を行い、患者は全身麻酔を受ける。この処置に続いて２から４日間、フォーリーカテーテルを用いなければならない。該処置は、ＴＵＲＰよりわずかに費用が低い。ＴＵＲＰに比べて血液欠損は少ないが、やはりインポテンス、失禁および逆行性射精の潜在的な副作用がある。
【００２５】
前立腺の経尿道切開（ＴＵＩＰ）
小さな前立腺を有する患者のための比較的新しい処置において、前立腺の経尿道切開は、約８０％の効力を与える。しかしながら、ＴＵＩＰは、大きな前立腺には効果的でない。この処置−前立腺の全長に沿って単純な切開がなされる−では、最小限の量の前立腺組織が除去される。ＴＵＩＰ処置は、膀胱頚部を直ちに開口させ、尿流を自由にする。持久性は、ＴＵＲＰと同様であることが期待されるが、臨床研究は、いまだ進行中である。この処置は、中程度の痛みであり、１日か２日限りの入院を必要とし、患者によっては、外来処置となる。一般的に、該処置に続いて４から７日の自宅静養が必要とされる。泌尿器科医がこの６０分の外科処置を行われなければならず、フォーリーカテーテルを２から４日間用いなければならない。ＴＵＩＰの費用は、ＴＵＲＰとだいたい同じである。ＴＵＲＰに比べて、この処置では失血が少ないが、やはりインポテンス、失禁および逆行性射精の潜在的な副作用がある。
【００２６】
バルーン拡張法
小さい前立腺の患者に対し、前立腺小室内のバルーン拡張法を用いて、ＢＰＨ症状をある程度緩和させることができる。この効力は、約６０％に過ぎず、持久性は１年から５年に過ぎない。この処置は、ＴＵＲＰより費用が少なく、一般的に、外来で行われ、数日の自宅静養をともなう。この処置は、泌尿器科医によって約３０分内に局部麻酔の下行われる。約２から４日間、フォーリーカテーテルを必要とする。この処置では、いくらかの出血があるかもしれず、感染とインポテンスの潜在的な副作用がある。この処置は、大きな前立腺には十分な効果がない。
【００２７】
ステント
小さな前立腺を有する非常に症状の悪い患者に対し、ＢＰＨ症状を改善するために、ステントは非常に効果的に用いられ得る。これらの患者は、一般的に他の病気を併発し非常に悪い症状なので、持久性は主要な結果ではない。この処置は、中程度の痛みを有し、局部麻酔のみを必要とし、約３０分内に泌尿器科医によって行われ、かつ外来で行われ、約４から５日間の自宅静養をともなう。この処置の費用は、ＴＵＲＰより安い。潜在的な副作用のいくつかには、炎症、感染およびステント上の堆積物の形成がある。
【００２８】
薬剤
ＢＰＨの治療は、２つのカテゴリーの薬剤が用いられる。１つのカテゴリーには、α遮蔽剤（ヒトリンまたはカルジュラ）（ＨｙｔｒｉｎまたはＣａｒｄｕｒａ）を用いて、前立腺の周りの筋肉をほぐし、より尿の流れをよくさせる。もう一方の薬剤のタイプは、実際に前立腺器官を収縮させる還元酵素阻害剤（プロスカー）（Ｐｒｏｓｃａｒ）である。
【００２９】
例えば、ヒトリンは非常に高い効力（７４％）を有し、ＢＰＨ症状のある程度の即効性の緩和を与えるが、完全な効果が達成させるまでには２から３週間を要する。この薬剤は、少なくとも３から５年の持久性を有し、一般医によって簡単に処方されるということを、臨床データが示唆している。費用は、治療の年数しだいでＴＵＲＰより安い。目眩、胸部の痛み、不規則な鼓動または短い呼吸などのいくつかの深刻な副作用が起こりうる。
【００３０】
プロスカーは、大きな前立腺には良く効くが、小さな前立腺には効果がない。上述薬剤の完全な効果には、約３から６ヶ月かかり、持久性は、少なくとも３から５年と見積もられる。この薬剤は、一般医によって処方され、少なくとも１２ヶ月の間続けなければならない。この薬剤の費用は、ＴＵＲＰより安い。いくつかの既知の副作用には、インポテンス、唇の膨れ、射精量の減少、および肌の発疹がある。
【００３１】
間隙のレーザー凝固：
ここで、間隙のレーザー凝固外科装置は、個別設計されたライトディフュ−ザーの長さに沿って放射線状にレーザーエネルギーを送る。該ディフューザーは、楕円型の熱破壊のパターンを形成し、レーザーエネルギーを全方向的かつ均一に照射し、前立腺内の治療される組織の量を最大化させる。これは、中程度の痛みの外科処置であり、１また２日の入院および次いで１から２週間の自宅静養を要する。この３０分の処置は、泌尿器科医によって行われなければならず、患者の状態により全身麻酔または局部麻酔のどちらかの選択をともなう。この処置の深刻な不利益は、１から２週間の非常に長い期間、フォーリーカテーテルを用いて膀胱の尿を排出しなければならないといことである。この処置の費用はＴＵＲＰより安い。インポテンス、失禁、失血および逆行性射精を含有する、この治療による多くの潜在的な副作用がある。
【００３２】
ＲＦ針切除（経尿道の針切除）
このシステムは、尿道を通して前立腺の中に挿入される２つの高エネルギーＲＦ（約０．４７ＭＨｚ）針を使用し、数分で前立腺組織を切除する。世界中の一万人を超える患者が、このシステムで治療され、非常に良い効果を得ている。このシステムの持久性のデータはわずか１２ヶ月に限られているので、長期間の効果はわからない。この処置は中程度の痛み（局部麻酔を要する）があり、外来で行われ、自宅での回復に１から２週間を有する。この処置は、一般的に泌尿器科医によって約３０分内に行われる。患者の約４０％が、約２から３日間フォーリーカテーテルを要するであろう。この処置はＴＵＲＰより安い。この処置による主な副作用は、排尿時の痛み（ｉｒｒｉｔａｔｉｎｇ  ｖｏｉｄｉｎｇ）、勃起性機能障害、および逆行性射精がある。
【００３３】
費用が高く、痛みをともない潜在的に危険な副作用を有する手術または薬剤を必要とするＢＰＨの既知の治療法を鑑みて、痛みがなく、外来を原則として達成することができ、および早期に患者を正常な機能に回復させる、良性の前立腺肥大（ＢＰＨ）の治療システムが必要とされる。さらに、有意な量の顕微鏡的腫瘍細胞が前立腺内に形成する前に、合焦したエネルギーで前立腺器官を安全に治療することができる方法が必要とされる。
【００３４】
（本発明の概要）
既知の治療に関する上述の問題は、本発明によるシステムおよび該システムを用いた方法によって解決される。本発明によるシステムおよび方法は、尿道または直腸における位相非コヒーレントもしくは位相コヒーレントアレーアプリケーターまたは前立腺内に置かれた間隙のアプリケーターのどちらかによって送られるマイクロ波エネルギーなどの合焦したまたは集中したエネルギーで前立腺器官を加熱することによって、前癌性、癌性、前良性および良性の状態である前立腺を安全に加熱する。非コヒーレントアレーでは、別個のマイクロ波発振器がアプリケーターを操作することができ、共通の位相関係はない。位相コヒーレントアレー（フェーズドアレー）では、単一のマイクロ波発振器が、共通の位相関係を有する多数のアプリケーターを操作することができる。
【００３５】
出願人のアプローチは、前立腺器官に有意な量の顕微鏡的な腫瘍細胞が形成される前に、マイクロ波エネルギーなどの合焦したエネルギーで前立腺器官を治療することである。上述したように、過去の熱療法の使用は全て、中程度から高いＰＳＡレベル（４．０ｎｇ／ｍｌを越える）を有する確定された前立腺癌の治療に用いられたか、あるいはＢＰＨに対する中程度から深刻なＡＵＡ症状インデックススコアに対する治療に用いられた。本発明の好ましい実施態様は、予防または発見前、または医学的な介入を必要とする前に対するものである。したがって、本発明の方法は、ＰＳＡレベルが４．０ｎｇ／ｍｌ未満の場合に前立腺癌治療をするか、あるいはＢＰＨ症状が深刻でない場合、すなわちＡＵＡ症状インデックススコアが１３未満である場合のＢＰＨを治療するためのものである。換言すれば、本発明の方法は、癌またはＢＰＨが患者にとって重大な問題（例えば深刻で不利益な結果が生じる前）を発生させることから防止することである。
【００３６】
本発明による前立腺を治療するための好ましい方法は、コヒーレント適応制御フェーズドアレーを用い、尿道および直腸の壁の温度を監視し、尿道および直腸の少なくとも１つの中に２つのマイクロ波アプリケーターを定置し、監視される尿道および直腸の壁の温度に基づいて前立腺に送られるマイクロ波出力を調整し、治療される前立腺に送られるマイクロ波線量を監視し、かつ所望の総マイクロ波エネルギー線量がマイクロ波アプリケーターによって送られた場合に自動的に治療を終了させる工程を含む。
【００３７】
インコヒーレントアレーまた非適応制御フェーズドアレー高熱治療システムは、放射周波数により半深部または深部組織を加熱するために用いることができる。前立腺腫瘍のような高い水分含量の組織の誘電加熱に帰因して、非コヒーレントアレーまたは非適応制御フェーズドアレーのどちらかで前立腺腫瘍を安全に加熱することが可能である。
【００３８】
さらに、本発明によるシステムおよび方法は、温度フィードバックセンサーを据える位置が不明瞭であるか、または前立腺組織内に温度プローブを挿入することを避けることが望ましい状況において適応性を有する。単一のアプリケーターの場合には、Ｅ−フィールドプローブ（またはＥ−フィールドセンサー）は、必要ではなく、それゆえ本発明による好ましいシステムおよび方法では、侵襲性プローブを必要としない。本発明のシステムおよび方法は、合焦したエネルギーによって発生された熱で前立腺の前癌性および癌性の細胞または良性の病変の全てを破壊してよく、それにより癌細胞または良性の病変のさらなる進行を避ける。
【００３９】
さらに、本発明による方法は、放射線治療を高めるために、またはフェーンの米国特許第５，８１０，８８８号において述べられているように、熱感受性リポソームを用いるか、あるいは用いない、標的ドラックデリバリーおよび／または標的遺伝子治療に用いることができる。
【００４０】
本発明による方法は、正常な前立腺組織を保護しながら、前立腺における前癌性、癌性、前良性または良性の細胞を破壊する。それゆえ本発明によるシステムおよび方法は、熱による前立腺切除を達成し、健康な組織に対する病変を避けるものである。したがって本発明の方法は、前立腺保護技術である。
【００４１】
尿道および直腸壁の温度は、経尿道および経直腸のアプリケーターから離れて置かれた温度プローブセンサーによって測定することができ、尿道および直腸壁の正確な温度を得ることができる。あるいはまた、当該分野において知られる赤外線、レーザー、超音波、電気インピーダンス断層撮影法、核磁気共鳴映像法、および放射測定技術を含有する外部手段によって、組織の温度を監視することができる。
【００４２】
あるいはまた、温度プローブを前立腺組織内の適切な深さに挿入し、そこの温度を監視することもできる。以下に述べるように、温度プローブの挿入は、好ましい態様ではない。
【００４３】
２以上のアプリケーターを用いる実施態様において、前立腺内に挿入される浸襲性のＥ−フィールドプローブを用いて、あるいは用いずに、治療される組織に送られるマイクロ波出力を監視し、合焦したエネルギーによる治療の期間を決定してよい。好ましい実施態様においては、浸襲性Ｅ−フィールドローブを用いて、適用されるエネルギーを前立腺内に挿入されるＥ−フィールドプローブに合焦するために用いることができる。
【００４４】
代わりの実施態様として、コヒーレントフェーズドアレーのために、２つのＥ−フィールドセンサーを、非浸襲性に前立腺尿道および直腸に置き、尿道および直腸内のＥ−フィールドをゼロにし、前立腺組織内にマイクロ波放射線を効果的に合焦させるために用ることができる。さらに、経尿道および経直腸アプリケーターに対するマイクロ波位相を調整することができるので、マイクロ波エネルギーを前立腺で全領域を走査することができる。
【００４５】
本発明によるシステムおよび方法は、前立腺の圧迫により、または圧迫なしで達成することができる。好ましい方法では、尿道バルーンおよび直腸バルーンの少なくとも１つを拡張することによって患者の前立腺を圧迫する。合焦したエネルギーおよび前立腺圧迫は、周囲のより低い水分含量の正常な前立腺組織および前立腺組織の周囲の組織と比較して高水分含量の前立腺癌腫瘍および良性細胞の優先的な加熱を提供する。
【００４６】
マイクロ波エネルギーなどのエネルギーをコヒーレントに前立腺中で合焦させるために、その患者の前立腺を尿道および直腸バルーンを介して圧迫することができ、並びにその患者の前立腺中のエネルギを合焦するべき場所を決定するための手段を用いる。該エネルギーを合焦するべき場所を決定するための手段は、前立腺の中央部に挿入される単一の電界プローブまたは尿道および直腸壁上の２つの非浸襲性電界センサーのどちらかであり得る。該プローブまたはセンサーは、尿道中および直腸中に置かれるアプリケーターに送られるエネルギー位相を調整するためのフィードバックシグナルを測定するために用いることができるシグナルを受信する。
【００４７】
本発明のシステムおよび方法によって与えられる、既知の方法を越える主要な利益を以下に列挙する：
１．前立腺腫瘍（癌性および良性を含む）の防止および破壊；
２．存在し得るすべてのＢＰＨ徴候からの即時的緩和；
３．長期間の持久性；
４．低レベルの痛みしか経験しないであろうこと；
５．外来による処置；
６．局部麻酔；
７．フォーリーカテーテルの不要、および、
８．重大な副作用および合併症なし。
【００４８】
譲受人であるＣｅｌｓｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって１９９９年の間中続けられた臨床試験において証明されたように、圧迫バルーン拡張とマイクロ波加熱（マイクロ波尿道形成術）との組み合わせにより、生物学的ステントを前立腺の尿道に形成することができる。その結果、既知のＢＰＨ治療における主要な欠陥の１つ、つまり数日間にわたるフォーリーカテーテルの必要性がもはや必要でなくなり、患者はＢＰＨ徴候からの即時的な緩和を感じることができる。
【００４９】
以下に述べるように、出願人の発明したシステムおよび方法は、治療される前立腺に送られるマイクロ波エネルギー線量を監視することおよびすでに受けた総マイクロ波線量に基づいて治療を終了することを伴う。つまり、慣習的な腫瘍熱線量の温度フィードバック測定を、コヒーレントフェーズドアレーまたは非コヒーレントマイクロ波アプリケーターに送られ、次いで治療される領域に送られる総マイクロ波エネルギーに換えることができる。すなわち本発明により、前立腺への温度フィードバックプローブの挿入およびその固有の課題を要する温度フィードバック測定の代わりに、フィードバックとしてマイクロ波エネルギー線量を用いて、必要とされる治療の期間を決定する。本出願において、「マイクロ波エネルギー線量（ジュールまたはワット秒単位）」という用語は、放射線治療に用いられる線量と同様であり、つまり組織１ｇ当たり１００エルグのエネルギー堆積として定義される放射線の吸収線量の単位である放射線吸収線量（Ｒａｄ）である。
【００５０】
すなわち、温度プローブが前立腺の治療される領域（腫瘍層）の中へ挿入されないので、癌性または良性の状態の前立腺を選択的に加熱する本方法は、癌細胞が広がる危険性を避ける。挿入される温度プローブの排除は、挿入されるプローブの結果による患者への感染の危険性を下げる。同様に、腫瘍に適応されるマイクロ波場は、温度プローブ、特に金属プローブによって起こる散乱または他の障害にさらされない。さらに、温度プローブを挿入することに関する時間と費用が節約される。
【００５１】
本発明のシステムおよび方法は、健康な前立腺組織または、見たところ健康な前立腺組織における未検出の高水分含量の顕微鏡的な前癌性または前良性の細胞を治療し、前立腺の癌性の状態の発生または再発を防ぐことにも用いられる。すなわち、本発明によるシステムおよび方法は、前立腺器官（例えば８０％）より高い水分含量（例えば９０％）である前立腺器官における顕微鏡的な前癌性または前良性の細胞を、それらが検出される前に、破壊または除去することができる。これは、癌が前立腺中で増殖すること、癌が前立腺から広がること、または前立腺器官の拡大を防ぐことのできる早期治療である。見たところ健康な組織の場合には、健康なより低い水分含量の前立腺組織に損傷を与えることなしに、病変を形成することが知られる高水分含量の顕微鏡的な細胞に合焦したマイクロ波エネルギーで前立腺組織を照射する。
【００５２】
経尿道および経直腸のアプリケーターの両方が用いられ、両方ともそれぞれのバルーンによって拡張される場合、前立腺を圧迫し、固定する手段を有し、組織浸入度を下げ、前立腺血流を減少させる好ましいシステムが達成される。
【００５３】
別の方法では、前立腺は、単一の経尿道のバルーンにより圧迫され該前立腺組織を固定し、血流を減少させ、そしてマイクロ波放射に必要とされる浸入度を下げる。加圧バルーンは、ラテックスなどのマイクロ波透過プラスチック材料で作られる。前立腺におけるＥ−フィールドフィードバックプローブの配置は、超音波変換機または他のタイプの画像の誘導で達成されてよい。好ましい方法において、前立腺中にエプネフィリンを有する局部麻酔薬リドカインまたは抗血管形成薬を注入することによって、さらなる血流の減少を達成することができる。
【００５４】
２つのマイクロ波アプリケーター（参照により本明細書の一部を成すＳｔｅｒｚｅｒの米国特許第５，００７，４３７号によって述べられているようなもの）は、経尿道および経直腸で置くことができる。フェーズドアレーは、２以上の複数アプリケーターで達成することができる。好ましい実施態様においては、各チャンネルの移相器を調整してマイクロ波エネルギーをＥ−フィールドセンサーにおいて最大化および合焦させながら、あらかじめ決定された出力レベルにて、２つの経尿道および経直腸アプリケーターに対して、コヒーレントな９１５ＭＨｚのマイクロ波電力が送られる。カテーテルおよびバルーン内部の水冷は、尿道および直腸壁の冷却を可能とする。追加の間隙のアプリケーターを前立腺内に挿入し、経尿道および経直腸のアプリケーターによって生成される加熱を補うことができる。
【００５５】
高熱治療の間、それぞれのアプリケーターに送られるマイクロ波出力レベルを、手動または自動のどちらかにより調整し、尿道または直腸壁に熱傷または水膨れを引き起こす可能性のある高温を避けてよい。さらに、用いられる場合には、治療の間、前立腺圧迫の度合いを必要に応じて調整し、患者に快適さを与える。毎回前立腺圧迫を調整し、マイクロ波エネルギー／フェーズドアレーは再合焦されるので、Ｅ−フィールドプローブセンサーは最大出力を受ける。治療の開始から、マイクロ波アプリケーターに送られる総マイクロ波エネルギーは、治療中監視される。総マイクロ波エネルギーの所望の量がマイクロアプリケーターに送られ、病変細胞が著しく破壊されるか（つまり熱による縮小）、または完全に破壊される（つまり熱による前立腺切除術）ことを示すとき、治療を終了する。
【００５６】
治療の効果を計るため、前立腺組織の針生検による病理学上の結果に加えて、マイクロ波総エネルギー線量が施される前後で、前立腺組織をＸ線、超音波、および核磁気共鳴映像法により造影および検査してもよい。
【００５７】
本発明の別の実施態様では、単一の浸襲性プローブは、尿道および直腸に置かれる２つのＥ−フィールドセンサーに置きかえられ、およびコヒーレントアレーは、該２つのセンサーによって受信される個々のまたは総合出力を最小化（ゼロ化）することによって位相的に合焦され、完全な非浸襲性治療を提供する。好ましい実施態様では、２つのＥ−フィールドセンサーは、尿道および直腸壁に圧力接触を与える圧迫バルーンの外側表面につけられるカテーテルに含まれる。Ｅ−フィールドセンサーに感知されるフィードバックシグナルとともにアルゴリズムを用いて、外側の尿道および直腸壁上の領域をゼロ化し、それによって内部側上に印加されるエネルギーを合焦する。ゼロ化アルゴリズムの終了後、Ｅ−フィールドセンサーを抜き出し、そして温度センサーを挿入して尿道および直腸壁温度を測定することができる。
【００５８】
Ｅ−フィールドセンサーおよび温度センサーが尿道および直腸壁を監視するこのような総合的な非浸襲性高熱治療は、前立腺内の良性および癌性の病変を破壊する有効な方法を提供する。非コヒーレントアプリケーターをともなう実施形態では、Ｅ−フィールド合焦プローブおよび移相器は、組織を加熱するために必要ではない。非コヒーレントエネルギーとともに、出力を放射されるアプリケーターのみが加えられ、位相シフトは用いられない。
【００５９】
好ましい実施態様を、適応制御マイクロ波フェーズドアレー技術を言及しながら述べているが、出願人のシステムおよび方法は、一般的に、組織の領域を加熱し、除去するための合焦するエネルギーによって達成されてよい。合焦点するエネルギーは、電磁波、超音波または高周波を包含する。つまり、出願人の発明のシステムおよび方法は、合焦し、組織の領域を加熱し、除去することができるすべてのエネルギーを含む。マイクロ波または超音波などのこのエネルギーは、コヒーレントまたは非コヒーレントであることができる。
【００６０】
コヒーレントフェーズドアレーをともなう本発明のさらに別の実施態様では、身体（例えば前立腺）における治療される組織の領域の境界線が判断され、Ｅ−フィールドプローブを、該身体中に挿入してよく、あるいは少なくとも２つのＥ−フィールドセンサーを尿道および直腸内に置き；そしてエネルギーがアプリケーターを通してその治療される領域に適用される。この実施態様において、エネルギーの焦点を変化させて、該焦点が治療される領域をスキャンする。すなわち、印加されるエネルギーの相対位相が調整される際にもはや固定された焦点は存在せず、焦点は該領域内を移動し、それによって幾何形状の加熱が得られる。
【００６１】
固定された焦点スポットは、適切なアルゴリズムによって測定される。次いで、例えば、この固定された焦点スポットを得るためのアプリケーターの相対位相を一方向に３０゜、次いで他方向に３０゜調整して、より広い加熱／治療される領域を「スキャン」する。治療される領域のサイズしだいで、該スキャンは、１８０゜と９０゜または６０゜または１２０゜との間に集中してもよい。
【００６２】
さらに、目的および利点は、説明および図面の考察から明らかになるであろう。
【００６３】
（好ましい実施態様の詳細な説明）
前立腺器官およびそのマイクロ波特性の説明
前立腺２２０は、男性生殖システムの部分であり、膀胱２０２のすぐ下で、かつ直腸２１０の前であり、尿道２０５の入口部分を取り囲む、中実で、くるみ形状の器官である。前立腺癌は前立腺のその腺から発生し、前立腺癌の最も一般的な状態は、腺の癌を意味する腺癌として知られる。多くの前立腺癌は、直腸に最も近い前立腺の底の部分（腺を含む前立腺の約７０％を含有する周辺ゾーンとしてしばしば表される）内に発生し、これは相当量の治療を必要とする部分である。デジタルの直腸試験は前立腺器官内の堅くなった領域またはしこりを検出するのに有用であるが、顕微鏡的な前立腺疾病を検出するにはあまり有用ではない。（経尿道アプリケーターに加えて）前立腺のこの部分に到達する経直腸のアプリケーターの使用は、前立腺の完全な治療のために不可欠である。（膀胱に最も近い）前立腺の中心領域は、ＢＰＨと前立腺癌疾病との両方に対して比較的影響を受けない。ＢＰＨは、前述の中心領域と周辺領域との間に位置する移行領域に主に発生する。
【００６４】
上述したように、最新の医療処置は、ＰＳＡが４．０ｎｇ／ｍｌに達するまで腫瘍の生検を行わない。表１に示されたデータは、ＰＳＡが４ｎｇ／ｍｌ未満の場合に、針生検によって癌を検出する確率は約１５％に限られるということを示している。癌を検出する前述の確率は非常に低いが、前立腺内に顕微鏡的癌細胞が存在する実際の確率は、かなりのもの（２５％以上）である（Ｆ．Ｈ．Ｓｃｈｒｏｄｅｒ  ｅｔ  ａｌ．、Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｕｒｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．１６３、Ｎｏ．３、ｐ．８０６（ａｂｓｔｒａｃｔ）、Ｍａｒｃｈ  ２０００）（Ｅｓｃｈｅｎｂａｃｈ  ｅｔ  ａｌ．、ＣＡ  Ｃａｎｃｅｒ  Ｊ．Ｃｌｉｎｉｃｉａｎｓ、Ｖｏｌ．４７、ｐｐ．２６１−２６４、１９９７）。すなわち、もしＰＳＡレベルが０から４ｎｇ／ｍｌの範囲内であるとしても、前立腺の温熱療法治療は、おそらく正当化される。４ｎｇ／ｍｌより低いＰＳＡレベルの前立腺の温熱療法治療は、前立腺内の顕微鏡的な癌細胞を殺し、かつＰＳＡが４．０ｎｇ／ｍｌを越えないように保つことを意図する。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
工業、科学、医学（ＩＳＭ）周波数９０２から９２８ＭＨｚまでにおけるマイクロ波放射は、商業的な臨床温熱療法システムに一般的に用いられ、本明細書で考察される主要な周波数帯域である。前立腺は、高水分含量組織であり、したがって特徴がよくわかっている筋肉組織と類似しているということが知られている。正常な前立腺組織に関し、９１５ＭＨｚで、平均誘電率は５０であり、および平均導電率は１．３Ｓ／ｍである。前立腺組織を通って伝播する９１５ＭＨｚの平面波の減衰による計算上のロスは、１ｃｍあたりおよそ３ｄＢである。非定型肥大としても知られる前立腺の上皮内新形成および導管内の形成異常は、前癌性であり、かつ前立腺の腺癌の発達に関連する。新形成細胞は、その周りの正常な前立腺細胞よりも高い水分含量であるということが推定され、その正常で健康な前立腺細胞よりも速く加熱されるであろう。前立腺内の正常な管組織は、低い水分含量から中程度の水分含量までの範囲にあるということが推定される。
【００６７】
癌治療のための高周波（マイクロ波）電磁場を用いることの安全性が疑問視されてきた。広範囲にわたる研究で、癌の発生率または進行と３ＫＨｚから３００ＧＨｚの周波数範囲における高周波電磁場に対する暴露との間では関連がないということが近年結論付けられた（Ｌ．Ｎ．Ｈｅｙｎｉｃｋ、Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄｓ（ＲＦＥＭＦ）  ａｎｄ  Ｃａｎｃｅｒ：Ａ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｅｒｔｉｎｅｎｔ  ｔｏ  Ａｉｒ  Ｆｏｒｃｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ、ＡＦＲＬ−ＨＥ−ＢＲ−ＴＲ−１９９９−０１４５、Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ａｉｒ  Ｆｏｒｃｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ、Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｂｉｏｅｆｆｅｃｔｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ、Ｊｕｎｅ  １９９９）。すなわち、このレポートに基づいて、前立腺のマイクロ波治療は、顕微鏡的な癌細胞を含有する外見上健康な前立腺を安全に加熱することができ、そのマイクロ波治療の結果として新しい癌は形成されないという重要な根拠があるということを出願人は理解した。
【００６８】
前立腺組織を加熱するシステム
図１は、Ｅ−フィールドおよび温度フィードバックをともなう、適応制御されるエネルギー、好ましくはマイクロ波、フェーズドアレー高熱療法システムを用いて、前立腺組織内の癌および良性腫瘍細胞を加熱するための好ましいシステムを示す。エネルギー周波数で確実に深部組織を加熱するため、適応制御フェーズドアレーアルゴリズムによって制御される２以上のエネルギーアプリケーター１１０、１１１（尿道２０５および直腸２２０それぞれの内部）で身体（前立腺突出部２２０）を取り囲むことが必要である。該エネルギーアプリケーター１１０、１１１は、コヒーレントマイクロ波アプリケーターであってよい。焦点１９０として示される黒く塗られた円は、治療される前立腺２２０の中心部腫瘍または健康な組織を表す。
【００６９】
焦点１９０は、腺癌、癌肉腫、横紋筋肉種、軟骨肉腫および骨肉種の１つを含む前立腺の癌性の状態、または前立腺の上皮肉新形成および良性の前立腺肥大を包含する良性の前立腺病変の１つを含む前癌性の状態を表す。さらに本発明によるシステムは、癌性または良性の状態の発生または再発を防ぐために外見上健康な組織を治療することができる。
【００７０】
好ましい実施態様では、治療される前立腺２２０の組織内に適切な深さまで、Ｅ−フィールドフィードバックプローブ１７５を挿入することができる。超音波変換機の誘導の下に、Ｅ−フィールドフィードバックプローブ１７５の挿入を行ってもよい。各アプリケーター１１０、１１１に送られる初期のエネルギー位相を設定する手段は、Ｅ−フィールドプローブ１７５からのＥ−フィールドフィードバックシグナル４５０および挿入されたＥ−フィールドプローブ１７５にエネルギー放射を集めるための適切なアルゴリズムを有するコンピューター２５０を含む。Ｆｅｎｎの米国特許第５，８１０，８８８号に述べられているように、好ましくはＥ−フィールドプローブ１７５を適応制御フェーズドアレー高加速傾斜探索アルゴリズムとともに用いて、腫瘍サイト１９０にエネルギー放射を方向づける。
【００７１】
さらに、本発明によるシステムは、各エネルギーアプリケーターに送られる初期エネルギーまたはマイクロ波出力を設定する手段、および治療される前立腺に隣接する尿道および直腸壁の温度を監視し、それらの壁を過熱しないよう保護する手段を包含する。尿道および直腸壁を監視する上述のシステムは、前立腺組織に隣接する尿道および直腸壁の温度を監視するための尿道および直腸壁（２１５、２１６）に対して非浸襲的に挿入される温度フィードバックセンサー４１０を含有してもよい。温度フィードバックセンサー４１０は、温度フィードバックシグナル４００をコンピューター２５０に送り、そこでは該シグナル４００を用いて、アプリケーター１１０、１１１に送られ焦点１９０で腫瘍および組織を加熱するマイクロ波出力の相対レベルを調整する。
【００７２】
好ましくは、経尿道および経直腸エネルギーアプリケーター、好ましくはマイクロ波アプリケーターの設計は、Ｓｔｅｒｚｅｒの米国特許第５，００７，４３７号による。特に、経直腸アプリケーターは、反射体またはフェーズドアレーを用いて、前立腺に対して優先的にマイクロ波エネルギーを導いてよい。前述のアプリケーターは、導波管、モノポールまたはダイポールアンテナなどの非浸襲性アプリケーターか、あるいはモノポールまたはダイポールアンテナなどの間隙性アプリケーターであることができる。好ましい実施態様では、前述のアプリケーターをフェーズドアレーのようにコヒーレントに運転することができる。さらに、前立腺を取り囲む多数のアプリケーターであって、多数の周波数アレーにおいて非コヒーレントに運転することができるものを用いて、選択的に前立腺組織を加熱することができる。
【００７３】
好ましくは、経尿道および経直腸アプリケーター１１０、１１１それぞれを取り囲む２つの圧迫バルーン１１２、１１３の間で、身体または前立腺２２０は圧迫される。圧迫バルーン１１２、１１３は、蒸留水または脱イオン水で膨らませることができる。上述とは別に、該圧迫バルーン１１２、１１３は、空気でまたはバルーンを膨らませる他の知られている手段によって膨らませることができる。圧迫バルーン１１２、１１３は、マイクロ波に対して透明であるラテックスなどの材料から作製される。前立腺組織を不動にし、アプリケーターの位置を固定することに加えて、前立腺圧迫は、高熱治療において多数の潜在的な長所を有している。前立腺圧迫の利用は、深部マイクロ波加熱を行うのに必要な浸入の深さをより小さくし、血流を減少させ、さらに組織を加熱する能力を向上させる。
【００７４】
同様に、前立腺組織の中へのエプネフィリンを有するリドカインなどの局部麻酔薬または抗血管形成薬の注入を、血流を減少するために用いることができる。本発明による好ましい方法では、前述の前立腺圧迫技術および前立腺における出血を縮小するための薬剤療法の両方を用いて、顕微鏡的な、悪性のおよび良性の癌細胞の迅速な加熱を可能にする。この好ましい方法は、ＰＳＡレベルが４未満の場合の癌およびＢＰＨの予防手段として、およびＡＵＡ症状インデックススコアが１３未満の場合のＢＰＨの予防手段として施すことができる。
【００７５】
前立腺内側および外側から前立腺を圧迫することにより、前立腺器官の表面をマイクロ波アプリケーター放射からより遠ざけ、表面にあるホットスポットを縮小する助けとなる。好ましい実施態様では、アプリケーターは、流体充填キャビティーを有し、該キャビティーは、アプリケーターからのマイクロ波エネルギーを治療する組織に連結するのを改善する。高熱治療の間中、経尿道および経直腸アプリケーターまたはアプリケーターバルーン内で、蒸留水または脱イオン水などの流体を冷却することは、尿道２０５および直腸２１０におけるホットスポットの発達の潜在性を避け、それによって尿道および直腸壁を過熱から保護することを助ける。
【００７６】
適応制御フェーズドアレー高熱治療の前に、前立腺は圧迫バルーン１１２、１１３の間で圧迫され、単一の浸襲性Ｅ−フィールドフィードバックプローブ１７５は、マイクロ波アプリケーター１１０、１１１の分極と平行して、前立腺における中央組織サイト（焦点１９０）内に挿入される。前述のマイクロ波アプリケーター１１０、１１１は、直線またはらせん形状のモノポールまたはダイポールアンテナのどちらかである。移相器が、適応するフェーズドアレー傾斜探索アルゴリズムを用いて最大フィードバックシグナルに調整されるように、E−フィールドプローブ１７５を用いて、焦点のＥ−フィールド振幅を監視する。非浸襲性温度センサー４１０は、尿道および直腸壁温度をポジション１８４、１８５のそれぞれで監視し、これらのシグナルは、温度フィードバックシグナル４００としてコンピューターに個別に伝送される。
【００７７】
温度センサー４１０の先端は、該先端が熱的に絶縁されている限り、経尿道および経直腸圧迫バルーン１１２、１１３の外側に取り付けることができる。圧迫バルーンに含有される冷却流体の効果からの熱的隔離は、温度プローブとバルーンの外部表面の間に薄いパッド（図示せず）を取り付けることにより達成することができる。Ｅ−フィールドフィードバックプローブを伴う本発明の２つのアプリケーター適応制御フェーズドアレーは、移相器を調整して、集中したＥ−フィールドを発生させることを可能にし、適切な深さの組織内に合焦した加熱を可能にする。
【００７８】
好ましくは、温度センサー４１０は、尿道２０５および直腸２１０の開口部を通して非浸襲性に挿入され、その結果該センサーは、尿道および直腸壁それぞれと圧力接触（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｃｏｎｔａｃｔ）する。それゆえ、図１に示されるように、２つの温度フィードバックプローブセンサー４１０は、尿道２０５および直腸２１０それぞれに置かれ、温度フィードバックシグナル４００を生成する。各マイクロ波アプリケーター１１０、１１１とともに２つのマイクロ波水冷カテーテル３００、３０１は、尿道２０５および直腸２１０内に置かれる。経尿道カテーテル３００は、フォーリーバルーン１１８を含有し、該フォーリーバルーン１１８は、膀胱の中で空気膨張し、マイクロ波アプリケーター１１０を前立腺の目的領域に関して正確な位置に固定する。
【００７９】
コヒーレント治療に関し、発振器（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０５は、節点１０７で分割され、移相器に給電する。好ましい方法において、発振器１０５は、約９１５ＭＨｚでのマイクロ波エネルギー源である。位相制御シグナル１２５は、マイクロ波シグナルの位相を０から３６０電気角度の範囲にわたって制御する。各移相器１２０からのマイクロ波シグナルは、マイクロ波出力増幅器１３０へ送られる。得られたマイクロ波シグナルは、コンピューター生成制御シグナル１３５によって制御され、各マイクロ波アプリケーターに送られる初期のマイクロ波出力レベルを設定する。コヒーレントな９１５ＭＨｚマイクロ波出力の形態のマイクロ波シグナル１５０は、マイクロ波出力増幅器１３０によって２つのアプリケーター１１０、１１１へと送られ、同時に各チャンネルの移送器を調整してＥ−フィールドプローブセンサー１７５にマイクロ波エネルギーを最大化および合焦させ、焦点位置１９０におけるマイクロ波出力を最大にする。次いで治療が始まる。
【００８０】
別の実施形態において、前立腺の温度を監視するための手段は、前立腺組織内において適切な深さに挿入される温度プローブである。この場合には、各アプリケーターに送られる初期の相対エネルギーを設定する手段の後、位相をＥ−フィールドプローブ１７５で合焦させ、そのＥ−フィールドプローブを除去するこができ、かつ温度プローブ１７６を、前立腺組織における適切な深さでその位置温度に挿入することができる。
【００８１】
本発明によって予見されるさらに別の実施形態において、尿道および直腸壁との圧力接触における非浸襲性温度センサーに加えて、第２の温度監視手段が提供される。第２の温度監視手段は、Ｅ−フィールドプローブ１７５が取り除かれるのと同じスポットにおいて、前立腺組織内に挿入される浸襲性温度プローブ１７６である。
【００８２】
所望の総マイクロ波エネルギー線量がマイクロ波アプリケーターに送られた場合には、本発明によるシステムおよび方法は、前立腺の正常な組織に損傷を与えることなく、治療される前立腺の癌、前癌性細胞、および良性病変を全て破壊することができる。
【００８３】
非コヒーレント治療に関し、図２に示すように、好ましくは９１５ＭＨｚで作動する別個の発振器１０５は、コンピューター制御され、かつ２つのアプリケーター１１０、１１１にマイクロ波を送る２つのマイクロ波出力増幅器１３０に給電する。
【００８４】
高熱治療中、マイクロ波シグナル１５０および各アプリケーターに送られる出力レベルは、出力フィードバックシグナル５００として測定され、マイクロプロセッサーまたはＰＣなどのコンピューター２５０に送られる。出力増幅器１３０の出力制御シグナルは、手動または自動のいずれかでも調整され、前立腺組織に送られる等価な熱線量と同様に、尿道および直腸の温度を制御する。センサー４１０は、尿道および直腸壁の温度を測定し、出力制御シグナル１３５は、その感知された温度に基づいて調整され、熱傷または水脹れの原因になる高温を避ける。圧迫バルーン１１２、１１３によって達成される圧迫の度合いは、治療中患者に快適さを与えるため必要に応じて調整される。コヒーレント治療に関し、前立腺圧迫が調整される毎に、移相器１２０は、再調整／再合焦され、その結果Ｅ−フィールドプローブ１７５は、最大出力を受信する。
【００８５】
本発明によるシステムによると、マイクロ波アプリケーター１１０、１１１にに送られるマイクロ波エネルギーを監視する手段は、治療の間中、送られるエネルギー／出力を監視し、所望の総マイクロ波エネルギーが、マイクロ波アプリケーター１１０、１１１によって前立腺に送られた場合、該治療を終了させる手段は、アプリケーターへのエネルギー照射を止める。つまり、本発明によるシステムおよび方法は、前立腺に送られるエネルギーを自動的に止め、それによって、所望の総マイクロ波エネルギー線量が前立腺２２０に送られたときに高熱治療を完了する。好ましい実施態様において、総マイクロ波エネルギー線量は、前立腺腫瘍において、４３℃に対応する約６０分と４００分との間の総等価熱線量を生成する。治療開始以後マイクロ波アプリケーターに送られる総マイクロ波エネルギーを、コンピューター２５０内で計算し、治療の間中、コンピューターモニター２６０上に示すことができる。
【００８６】
別の実施態様として、Ｅ−フィールドプローブ１７５に送られるマイクロ波出力レベルを監視する手段が与えられ、治療を終了すべき時を決定する。この実施態様によると、Ｅ−フィールドプローブ１７５によって受信されたＥ−フィールドフィードバックシグナル４５０から計算された総マイクロ波エネルギーが、治療の期間を調節するために用いられる。このＥ−フィールドフィードバックシグナル４５０は、コヒーレントおよび非コヒーレント治療のどちらにも有用であり得る。治療の効果を決定するために、前立腺組織の針生検査による病理学上の結果と並んで、マイクロ波総エネルギー線量が施される前後で、前立腺組織を、Ｘ腺または磁気共鳴映像法の１つで造影される。
【００８７】
コヒーレントな治療のために、単一の浸襲性Ｅ−フィールドプローブ１７５を尿道および直腸それぞれの中に固定された位置１８６、１８７で２つの非侵襲性Ｅ−フィールドセンサーで置き換えることができる。該Ｅ−フィールドセンサーは、尿道２０５および直腸２１０の本来より存在する開口部に挿入され、腫瘍または健康な組織を加熱するのに適した位置で固定される。Ｅ−フィールドセンサーを、位置１８６、１８７で尿道および直腸壁に取り付けることができるが、尿道および直腸壁に接触しなければならないわけではない。超音波、Ｘ腺または他の既知のＥ−フィールド監視装置は、適したＥ−フィールドセンサー位置を確認することができる。２つの非浸襲性Ｅ−フィールドセンサーによって測定された総出力は、マイクロ波移相器１２０を調整することによって最小化され（米国特許第５，８１０，８８８号参照）、前立腺の中央部すなわち治療される前立腺領域に合焦したＥ−フィールドを作る。
【００８８】
この実施態様に関して、挿入されるプローブによる感染の危険がなく、肌を傷つけ、かつプローブを挿入する必要のある方法によって肌を傷める危険がなく、並びに挿入されるＥ−フィールドプローブが用いられないので癌細胞が広がる危険がない。Ｅ−フィールドセンサーは、単に尿道および直腸内に固定されるだけであり腫瘍層を通過しないので、外科処置の間、生存可能な癌細胞を不注意に分散する可能性を低下させ、それゆえに周囲の組織において癌細胞の局部的な再発を減少させる。さらにこの方法により、温度およびＥ−フィールドセンサーの両方を、尿道２０５および直腸２１０に置くことができるので、本発明は、顕微鏡的な前立腺疾病の治療などにおいて、前立腺中に境界が明確な単独の領域がない場合に良好に作用するであろう。
【００８９】
好ましくは、フェーズドアレーの各チャンネル（節点１０７の両側）は、電子的に調節可能なマイクロ波出力増幅器１３０（０から１００Ｗ）、電子的に調節可能な移相器１２０（０から３６０゜）、および水冷マイクロ波アプリケーター１１０、１１１を含有する。
【００９０】
上述の好ましい実施態様は、約９１５ＭＨｚでのマイクロ波エネルギーを開示するが、マイクロ波エネルギーの周波数は、１００ＭＨｚと１０ＧＨｚとの間であってよい。マイクロ波エネルギーの周波数を、９０２ＭＨｚと９２８ＭＨｚとの間の範囲から選択することができた。実際には、より低い周波数のエネルギーを癌性組織の除去または防止に用いてよい。
【００９１】
好ましい実施態様では、各アプリケーターに送られる初期のマイクロ波出力は、０と７０ワットとの間、好ましくは２０と６０ワットとの間である。組織の完全な治療の間中、各アプリケーターに送られるマイクロ波出力を、０から１５０ワットの範囲にわたって調整し、所望のマイクロ波エネルギー線量を送り、かつ尿道および直腸を過熱することを避けてよい。さらに、２つのマイクロ波アプリケーターに送られる相対マイクロ波出力を、治療の前および間中−１８０度と１８０度との間に調整し、前立腺組織内に合焦した場を作り出す。典型的には、コヒーレントアプリケーター治療に対するよりも、非コヒーレントアプリケーター治療に対するほうが、より大きいマイクロ波出力を要する。
【００９２】
好ましい実施態様では、１ｃｍ拡張した中心導体を有する０．９−ｍｍ外径（ＯＤ）を有する浸襲性Ｅ−フィールド同軸モノポールプローブ（半硬質ＲＧ−０３４）をＥ−フィールドプローブ１７５として用いて、組織へ誘導される電界の振幅を測定し、治療の前に電子的移相器に対し必要な相対位相を決定するために用いられるフィードバックシグナル４５０を提供することができる。このタイプの同軸供給モノポールプローブは、圧迫された胸部模型内の線状分極電界の正確な測定をなすために用いられている（Ｆｅｎｎ  ｅｔ  ａｌ．、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Eｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Cｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ  １７−１９  Ｍａｙ  １９９４  ｐｐ．５６６−５６９）。この線状分極Ｅ−フィールドプローブは、１．６ｍｍＯＤテフロン（登録商標）カテーテル内に挿入される。熱電対プローブ（Ｐｈｙｓｉｔｅｍｐ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｉｎｃ．、Ｔｙｐｅ  Ｔ  銅コンスタン、０．６ｍｍＯＤテフロン（登録商標）鞘内に取り囲まれる）は、治療の間、腫瘍内の局部的な温度を測定するために用いることができる。これらの温度プローブは、０．１℃の精度で１００ｍｓの応答時間を有する。光ファイバー温度プローブを用いてもよい。
【００９３】
Ｆｅｎｎの米国特許第５，８１０，８８８号に開示されるように、Ｅ−フィールドプローブ１７５を適応制御フェーズドアレー高加速傾斜探索（ｆａｓｔ−ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ  ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｓｅａｒｃｈ）アルゴリズムとともに用いて、マイクロ波放射を腫瘍サイトに向けて設定する。腫瘍中の浸襲性温度プローブ１７５によって感知される温度を、治療の間中、リアルタイムフィードバックシグナルとして用いることができる。このフィードバックシグナル４５０を、調節可能な出力増幅器のマイクロ波出力レベルを制御するために用いて、腫瘍サイトの焦点の温度を４３から４６℃の範囲に設定し、かつ維持することができる。上述のフェーズドアレーの２つのチャンネルに送られる出力および位相は、コンピューターの制御下、デジタルからアナログへの変換を用いて適応的に調整される。
【００９４】
総マイクロ波エネルギー線量は、所望の加熱時間を概算するために用いることができる。つまり、非浸襲性等価温度感知手段が、浸襲性温度プローブを置き換えることができ、総マイクロ波エネルギー線量は、治療の継続期間を調節するために信頼して用いることができということを出願人は明らかにした。前述のように、前立腺圧迫は血流を減少させ、それはおそらくは治療の間の所望のマイクロ波エネルギーに対する血流の影響を排除し、およびマイクロ波治療における予想されうるマイクロ波エネルギーの変化量を減少させるであろう。
【００９５】
好ましい実施態様によれば、導波管アプリケーターに送られ、治療の完了を決定する総マイクロ波エネルギーは、２５キロジュールと２５０キロジュールとの間である。どんな癌性または前癌性の組織をも破壊するであろうマイクロ波エネルギー線量の総量は、約１７５キロジュールである。しかしある条件下では、要求されるマイクロ波エネルギー線量は２５キロジュール程度の低さであってよい。
【００９６】
出願人が認めるように、より小さい厚みをもたらす本体の圧迫は、癌性、前癌性、または良性病変の防止または破壊における効果的な治療に対し、より低いマイクロ波エネルギー線量（より大きい厚みをもたらす圧迫と比較して）を必要とするであろう。治療する領域にエネルギーを合焦させるための２つのアプリケーター間の適したマイクロ波位相と同様に、各アプリケーターに送られる適切な初期のマイクロ波出力レベル（Ｐ１、Ｐ２）を選択することは重要である。
【００９７】
高熱療法治療の間中、尿道および直腸壁の温度を監視し、該温度が数分間以上にわたり約４１℃を著しく越えて上昇しないことが必要である。尿道および直腸壁センサーに対する等価熱線量を計算することができ（Ｓａｐａｒｅｔｏ、ｅｔ  ａｌ．、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．１０、ｐｐ．７８７−８００、１９８４）、フィードバックシグナルとして用いることができる。典型的には、数分を越える等価熱線量を送ることを回避することが必要である。本発明による高い尿道および直腸温度の回避は、治療の間中、手動または自動のコンピューター制御のどちらかによってアプリケーターに送られる個別の出力（Ｐ１、Ｐ２）を調整することによって達成される。
【００９８】
治療の前および間中、腫瘍および周囲の前立腺組織中の血流測定にドップラー超音波を用いて、マイクロ波エネルギー線量を計画し、調整することができる。例えば、前立腺を圧迫する際、および／または治療温度で腫瘍を加熱する際に生じうる腫瘍の血流量が減少する場合、より少ないエネルギー線量が求められる。あるいはまた、針生検により前立腺腫瘍組織の水分含量および誘電パラメーターを測定して、治療の前に、これらを用いて所望のマイクロ波エネルギー線量を決定することができる。例えば、腫瘍中のより高い水分含量およびより高い導電性は、所望のマイクロ波エネルギー線量の量を下げる。上述の変数に加えて、腫瘍のサイズが、所望のマイクロ波エネルギー線量に影響を与える。より大きな腫瘍は、より小さな腫瘍に比べて加熱することがより困難であるので、より大きなマイクロ波線量を要する。腫瘍の加熱性を評価するためのマイクロ波エネルギーの低線量の送出を伴う初期の治療計画セッションに引き続いて、完全に必要とされるマイクロ波エネルギー線量における完全な治療を実施してもよい。
【００９９】
マイクロ波放射理論の要約
高熱治療アプリケーターからのマイクロ波エネルギーは、本体の近傍の場においては、部分的にはアプリケーターからの動径距離ｒの逆数にしたがって変化する電界振幅を有する球面波として放射される。さらにその振幅は、身体組織の減衰定数αと図１に示されるような身体内を横切る距離（または深さ）ｄとの積による指数関数として減衰する。電界位相は、位相伝搬定数βと距離ｄとの積による距離とともに直線的に変化する。簡便のためにアプリケーター放射は平面波で近似されるという仮定の下に、２つの対向アプリケーターを分析する。数学的には、組織中の深さに対する平面波電界は、Ｅ（ｄ）＝Ｅ０ｅｘｐ（−αｄ）ｅｘｐ（−ｉβｄ）によって与えられ、式中Ｅ０は表面電界（一般的には、振幅と位相角度によって表される）であり、かつｉは虚数である（Ｆｉｅｌｄ  ａｎｄ  Ｈａｎｄ、Ａｎ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｓｐｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａ、Ｔａｙｌｏｒ  ＆  Ｆｒａｎｃｉｓ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  ｐ．２６３、１９９０）。
【０１００】
９１５ＭＨｚのマイクロ波周波数の平面波電磁エネルギーは、前立腺組織のような高水分含量組織において、１ｃｍ当たり約３ｄＢの割合で減衰する。したがって、単一の放射アプリケーターは、深部組織を照射するエネルギーと比較して、相当部分のマイクロ波エネルギーを介在する表面の身体組織によって吸収され、おそらくは表面組織にホットスポットを作る。空気または水のどちらかによる表面冷却は、最大深さ約０．２５から０．５ｃｍしか組織を保護しないので、ホットスポットを回避するために、第１のアプリケーターと同じマイクロ波放射振幅を有する、第２の位相コヒーレントアプリケーターを導入する必要がある。第２の位相コヒーレントアプリケーターは、単一のアプリケーターに比べて深部組織に送られる出力（およびこれによるエネルギー）を理論的には４倍に増大させることができる（Ｆｉｅｌｄ  ａｎｄ  Ｈａｎｄ、ｐ．２９０、１９９０）。
【０１０１】
２以上のアプリケーター（フェーズドアレーとして知られる）からの電磁放射線の位相特性は、異なる組織に送られる出力の分配に対して著しい影響を有しうる。同質の組織における相対比吸収率（ＳＡＲ）は、電界振幅の自乗｜Ｅ｜２によって概算される。ＳＡＲは、一定の時間間隔にわたる温度の上昇に比例する。マイクロ波放射線が中央の組織サイトで合焦する、単純化したケースである均質の前立腺組織について、以下に詳細に述べる。Ｆｅｎｎらによる論文、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ、Ｓｅｎｄａｉ、Ｊａｐａｎ、Ｖｏｌ．１０、Ｎｏ．２、Ｍａｙ１７−１９、１９９４、ｐｐ．５６６−５６９によって述べられるように、人体模型内の多数のマイクロ波シグナル反射の影響は、無視することができる。
【０１０２】
同質の正常な前立腺の組織（誘電率５０および導電性１．３Ｓ／ｍに近似する）における波長は、９１５ＭＨｚで約４．５ｃｍであり、マイクロ波損失は、３ｄＢ／ｃｍである。減衰定数αは、０．３４ラジアン／ｃｍであり、伝搬定数βは、１．４ラジアン／ｃｍ（または８０度／ｃｍ）である。２．２５ｃｍの圧迫前立腺厚に対して、左側面の単一のアプリケーター放射の電界は、前立腺の表面でＥ０であり、中央位置（１．１２５ｃｍ深さ）では−ｉ０．７Ｅ０（ここで、ｉは９０度位相シフトを表す）であり、右表面では−０．５Ｅ０である。２つの位相コヒーレントアプリケーターを組み合わせることは、両表面上で０．５Ｅ０の、かつ中央位置（１．１２５ｃｍ深さ）で−ｉ１．４Ｅ０の電界値をもたらす。したがって、圧迫前立腺に関しては、上述のコヒーレントＥ−フィールドを自乗し、ＳＡＲを計算することによれば、中央ＳＡＲに比べて約１／２．０の著しく低いＳＡＲが表面に存在する。２．２５ｃｍの前立腺組織を通って送信されたマイクロ波場によって経験された１８０度位相シフトは、０度位相シフトで組織に入り込む場を部分的に解消するか、あるいはゼロにする。マイクロ波の弱め合う干渉のため、中央の焦点から離れた前立腺組織の表面において、より低い温度が期待される。上述の両表面上のより低いＳＡＲの測定および実施は、前立腺の深いところでマイクロ波エネルギーを有効に合焦させる。前立腺組織の表面および周辺領域をより強く放射することが望ましい場合には、圧迫厚を２．２５ｃｍより大きくして、伝搬する波の位相遅延がより長くなり、そして２つの波が表面で相殺されないようにするか、あるいは経尿道または経直腸アプリケーターの一方のみ（特には経直腸アプリケーター）を、前立腺の加熱するのに用いることができる。
【０１０３】
ここで、非コヒーレントアプリケーターに関すること以外、上述の計算を繰り返して、２．２５ｃｍである圧迫前立腺厚に対して、左側の単一のアプリケーター放射の電界は、前立腺の表面でＥ０であり、中央位置（１．１２５ｃｍ深さ）では−ｉ０．７Ｅ０（ここで、ｉは９０度位相シフトを表す）であり、および右表面では−０．５Ｅ０である。２つの非コヒーレントなアプリケーターを組み合わせることは、個別のＥ−フィールドを自乗し、それらを加えることによって、両表面上で１．５Ｅ０２の、かつ中央位置（１．１２５ｃｍ深さ）０．９８Ｅ０２のＳＡＲ価をもたらす。したがって、圧迫前立腺に関しては、上述の非コヒーレントＥ−フィールドを自乗し、ＳＡＲを計算することによって、中央ＳＡＲに比べて約１．５倍の著しく高いＳＡＲが表面に存在する。この理由により、非コヒーレントアレーで深部前立腺組織を加熱することはコヒーレントアレーに比べてより困難である。しかしながら、先に述べたように、前立腺癌の治療に関し、前立腺癌細胞のいくつかは、直腸の近くで発見され得るので、非コヒーレント治療は、妥当な加熱を提供する可能性がある。
【０１０４】
本発明による適応制御フェーズドアレーシステムは、共通の発振器１０５によって給電される２つのマイクロ波チャンネルを使用し、２つの電子的に調整可能な移相器１２０を含有し、Ｅ−フィールドフィードバックプローブ１７５にマイクロ波エネルギーを合焦する。本発明の適応制御フェーズドアレーシステムは、非適応制御フェーズドアレーより優れた利点を有する。２つのチャンネルを伴う非適応制御フェーズドアレーは、理論的にはゼロ値、最大値および中間値のＥ−フィールドを生成する可能性があり、それは２つの波動が、それぞれ１８０度位相がずれているか、完全に同相であるか、あるいは部分的に位相がずれているかに依存する。つまり本発明による、マイクロ波アプリケーターに送られるマイクロ波位相は、治療の前および間中、−１８０度と１８０度との間に調整され、前立腺組織に合焦したフィールドを作り出すことができる。
【０１０５】
本発明による適応制御フェーズドアレーは、組織中の全ての散在する構造の存在中にＥ−フィールドを自動的に合焦することができる。したがって、本発明による適応性フェーズドアレーは、Ｔｕｒｎｅｒの米国特許第４，５８９，４２３号に述べられているように、手動で調整されるか、あるいは事前治療の計画により調節されるフェーズドアレーに比べて、より信頼性の高い深部に合焦される加熱を提供すべきである。さらに、本発明による適応制御フェーズドアレーシステムは、腫瘍サイトにおいてＥ−フィールドを散乱あるいは変化させるおそれのある侵襲性温度プローブを使用しない。
【０１０６】
マイクロ波エネルギーの計算
電気エネルギー消費は、キロワットアワーの単位で一般的に表される。数学的には、アプリケーターによって送られるマイクロ波エネルギーＷの式は、
Ｗ＝ΔｔΣＰｉ    （１）
によって与えられる（Ｖｉｔｏｒｏｇａｎ、Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ、Ｒｉｎｅｈａｒｔ  Ｐｒｅｓｓ、Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ、ｐｐ．３１−３４、１９７１）。上述の方程式において、Δｔは、マイクロ波出力が測定される一定間隔（秒単位）を表し、総和Σは、全処理間隔にわたり、Ｐｉによって示されるｉ番目の間隔における出力（ワット単位）に関する。
【０１０７】
マイクロ波エネルギーＷは、ワット−秒の単位を有し、それはまたジュールを意味する。例えば、３つの連続した６０秒間隔において、マイクロ波出力が、それぞれ３０ワット、５０ワット、６０ワットであれば、１８０秒間に送られる総マイクロ波エネルギーは、Ｗ＝６０（３０+５０+６０）＝８，４００ワット−秒＝８，４００ジュール＝８．４キロジュールとして計算される。
【０１０８】
２つの対向アプリケーターによって同質の前立腺組織の種々の厚み（Ｄによって示される）における中央位置で投入される単位時間当たりに合焦したエネルギーＷ’（ここで‘は最重要を示す）をさらに理解するために、コヒーレント治療のための以下の計算を考慮する。２つのアプリケーターそれぞれに送られるエネルギーをＰ１およびＰ２とする。各アプリケーターによって放射される電界は、該アプリケーターに送られる出力の平方根に対応する。対照性を仮定すると、放射場は、２つのアプリケーターからの中央合焦位置で同相である。各アプリケーターからの等価な出力、つまりＰ１＝Ｐ２＝Ｐ、および平面波照射を仮定すると、中央深部での単位時間当たりの合焦したエネルギーが、
Ｗ’（Ｄ）＝｜Ｅ｜２＝４Ｐｅｘｐ（−αＤ）    （２）
として表される。
【０１０９】
等価熱線量の計算
４３℃に対する累積的な、すなわち総計の等価熱線量は、総和で計算される（Ｓａｐａｒｅｔｏ、ｅｔ  ａｌ．、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ
Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．１０、ｐｐ．７８７−８００、１９８４）：
ｔ４３℃等価分＝ΔｔΣＲ（４３−Ｔ）    （３）
式中、Σは、治療中一連の温度測定値に関する総和であり、Ｔは、一連の温度測定（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、．．．）であり、Δｔは、測定間の時間の一定間隔（秒単位でかつ分に換算される）であり、もしＴ＞４３℃ならば、Ｒは０．５に等しく、もしＴ＜４３℃ならば、Ｒは０．２５に等しい。等価熱線量の計算は、前立腺組織、尿道および直腸への可能性のある熱損傷のいずれかを評価するのにも有用である。
【０１１０】
均等物
本発明は、特に、その好ましい実施態様の引用により示し、かつ述べてきたが、添付される請求項によって規定される、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、形式および詳細における種々の変更がなされてよいということを当業者に理解されるであろう。例えば、本明細書で述べられた高熱システムは、前立腺癌および良性前立腺病変の治療に関するが、本発明は、胸部、肝臓、肺および卵巣などの他のタイプの癌の治療に適用可能である。より大きい数のまたはより小さい数のアレーアンテナアプリケーターまたは、経尿道または経直腸などの単一のアンテナアプリケーターを同様の結果とともに用いてよいということも理解される。さらに本明細書に述べられた方法および技術のいくつか、特にフィードバック調節のためのエネルギー線量の使用は、超音波高熱システムにも適用可能である。本発明によるシステムは、放射線治療を強化するため、または熱感受性リポソームを用いる標的ドラッグデリバリーおよび／または標的遺伝子デリバリーに対し、または標的遺伝子治療に対し用いられ得る。本発明は、それらを工業的な加熱に用いるような、非医療高熱システムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付する図面に関する以下の詳細な説明を読むことによってより理解される。ここで、同じ参照数字は、一貫して同じ要素を表す。
【図１】  圧迫下、コヒーレント経尿道および経直腸アプリケーターからの前立腺を加熱するための本発明によるマイクロ波熱治療システムを示す図である。
【図２】  圧迫下、非コヒーレント経尿道および経直腸アプリケーターからの前立腺を加熱するための本発明によるマイクロ波熱治療システムを示す図である。
【図１】
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【図２】
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