(57)【要約】  マーカ、マイクロ波プローブおよび関連するシステムおよび方法が、患者の体内、例えば乳房内の病変の位置を特定するために提供される。マーカは、マーカに当たるエネルギーパルスを電気エネルギーに変換するための１またはそれ以上のフォトダイオードのようなエネルギー変換器と、プローブからの光によって開閉するようにフォトダイオードに結合されたＦＥＴのようなスイッチとを含む。一対のアンテナワイヤがスイッチに結合されてアンテナを提供し、スイッチが、光がフォトダイオードに当たったときに開閉するように構成され、それにより、アンテナにより反射されてプローブに戻るプローブからの信号を変調して、マーカの位置を特定することができる。マーカは、静電気放電事象に対する保護を提供するためにスイッチに結合された静電気放電（ＥＳＤ）保護装置も含む。【選択図】図２
2018524059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体内の標的組織領域に導入するサイズのマーカであって、
前記マーカに当たるエネルギーパルスを電気エネルギーに変換するエネルギー変換器と、
前記エネルギーパルスによって開閉するように前記エネルギー変換器に結合されたスイッチと、
アンテナを提供するために前記スイッチに結合された一対の細長いワイヤと、
静電気放電事象に対する保護を提供するために前記スイッチに結合された静電気放電（ＥＳＤ）保護装置とを備え、
前記スイッチが、前記アンテナにより反射されて信号源へと戻る信号を変調するために、開閉するように構成されていることを特徴とするマーカ。
【請求項２】
請求項１に記載のマーカにおいて、
前記スイッチが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）またはショットキーダイオードを含むことを特徴とするマーカ。
【請求項３】
請求項２に記載のマーカにおいて、
前記細長いワイヤの第１端部が、ＦＥＴまたはショットキーダイオードの端子に結合されて前記アンテナを提供することを特徴とするマーカ。
【請求項４】
請求項１に記載のマーカにおいて、
前記エネルギー変換器が、光源から受け取った光パルスを変換して前記スイッチを開閉するための電圧を生成するように構成された１またはそれ以上の感光性ダイオードを含むことを特徴とするマーカ。
【請求項５】
請求項４に記載のマーカにおいて、
前記１またはそれ以上の感光性ダイオードが、互いに直交して配置された複数のダイオードを含むことを特徴とするマーカ。
【請求項６】
請求項１に記載のマーカにおいて、
前記スイッチが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含み、前記一対の細長いワイヤが、前記アンテナを提供するために、ＦＥＴのドレインに接続された第１ワイヤと、ＦＥＴのソースに接続された第２ワイヤとを含むことを特徴とするマーカ。
【請求項７】
請求項６に記載のマーカにおいて、
前記ＥＳＤ保護装置が、ＦＥＴのドレインとソースとの間に接続されて、ドレインとソースとの間の最大電圧を設定することを特徴とするマーカ。
【請求項８】
請求項６または７に記載のマーカにおいて、
前記エネルギー変換器が、１またはそれ以上の感光性ダイオードを含み、当該感光性ダイオードが、ＦＥＴのゲートとＦＥＴのソースとの間に接続されて、光源から受け取った光パルスを変換することにより、ＦＥＴを開閉する電圧を生成することを特徴とするマーカ。
【請求項９】
請求項１に記載のマーカにおいて、
前記細長いワイヤが、実質的に直線状の形態にバイアスされていることを特徴とするマーカ。
【請求項１０】
請求項１に記載のマーカにおいて、
前記細長いワイヤが、前記エネルギー変換器および前記スイッチを収容するパッケージからほぼ反対の方向に延在することを特徴とするマーカ。
【請求項１１】
患者の体内の標的組織領域に導入するサイズのマーカであって、
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と、
前記ＦＥＴのソースとゲートとの間に直列に接続され、光源から受け取った光パルスを変換して前記ＦＥＴを開閉するための電圧を生成する１またはそれ以上の感光性ダイオードと、
前記ＦＥＴのドレインおよび前記ＦＥＴのソースに接続されてアンテナを提供する一対の細長いワイヤと、
前記ＦＥＴのドレインとソースとの間の最大電圧を設定するために、ドレインとソースとの間に接続された静電気放電（ＥＳＤ）保護装置とを備え、
前記ＦＥＴが、前記アンテナにより反射されて信号源へと戻る信号を変調するために、開閉するように構成されていることを特徴とするマーカ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のマーカにおいて、
前記一対の細長いワイヤが、前記アンテナを提供するために、前記ＦＥＴのドレインに接続された第１ワイヤと、前記ＦＥＴのソースに結合された第２ワイヤとを備え、前記ＦＥＴが閉じているときに、前記第１ワイヤおよび第２ワイヤが互いに接続されることを特徴とするマーカ。
【請求項１３】
請求項１１に記載のマーカにおいて、
前記１またはそれ以上の感光性ダイオードが、互いに直交して配置された複数のダイオードを含むことを特徴とするマーカ。
【請求項１４】
請求項１１に記載のマーカにおいて、
前記細長いワイヤが、実質的に直線状の形態にバイアスされていることを特徴とするマーカ。
【請求項１５】
請求項１１に記載のマーカにおいて、
前記細長いワイヤが、前記１またはそれ以上の感光性ダイオードおよび前記ＦＥＴを収容するパッケージからほぼ反対の方向に延びることを特徴とするマーカ。
【請求項１６】
請求項１１に記載のマーカにおいて、
前記ＦＥＴのソースとゲートとの間に接続された抵抗器をさらに備えることを特徴とするマーカ。
【請求項１７】
体内のマーカの位置を特定するシステムであって、
請求項１−１６の何れか一項に記載のマーカと、
前記マーカに向けて体内に送信信号を送信するように構成された送信アンテナと、前記マーカから反射される受信信号を受信するように構成された受信アンテナと、スイッチが開閉して、前記マーカにより反射されて受信アンテナに戻る信号が変調されるように、体内にエネルギーパルスを供給するためのエネルギー源とを備えるプローブであって、その先端部に前記受信アンテナが収容されたプローブと、
前記受信アンテナに接続されたプロセッサであって、前記マーカにより反射されて変調された信号に少なくとも部分的に基づいて、体内のマーカの位置を特定するプロセッサと、
前記プローブの先端部から前記マーカまでの距離を表す情報を提示するディスプレイとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
前記送信アンテナがボウタイアンテナ素子であり、前記受信アンテナがボウタイアンテナ素子であり、前記送信アンテナと前記受信アンテナがマルタクロスアンテナを一緒に形成することを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
インピーダンス整合のために、前記送信アンテナおよび前記受信アンテナの上に取り付けられたセラミック素子をさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
前記エネルギー源が光源を含み、前記エネルギー変換器が、前記光源からの光を変換して前記スイッチを開閉するための電圧を生成するように構成された１またはそれ以上の感光性ダイオードを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２１】
患者の体内の標的組織領域の位置を特定するシステムであって、
患者の体内に電磁信号を送信し、患者の体内から反射信号を受信するための１またはそれ以上のアンテナを有するプローブであって、患者の体内にエネルギーパルスを送達するためのエネルギー源をさらに含むプローブと、
患者の体内に埋め込むサイズのマーカとを備え、
前記マーカが、
前記エネルギー源からのエネルギーパルスを電気エネルギーに変換するように構成されたエネルギー変換器と、
前記エネルギー変換器に接続されたスイッチであって、エネルギーパルスによって開閉して、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調するスイッチと、
静電気放電事象に対する保護を提供するために前記スイッチに接続された静電気放電（ＥＳＤ）保護装置とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムにおいて、
前記スイッチが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）またはショットキーダイオードを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のシステムにおいて、
前記マーカが、アンテナを提供するために、ＦＥＴまたはショットキーダイオードの端子に接続された一対の細長い部材を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２４】
請求項２３に記載のシステムにおいて、
前記ＥＳＤ保護装置が、前記端子間の最大電圧を設定するために、前記端子間に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項２５】
請求項２１に記載のシステムにおいて、
前記エネルギー源が光源を含み、前記エネルギー変換器が、前記光源からの光を変換して前記スイッチを開閉する電圧を生成するように構成された１またはそれ以上の感光性ダイオードを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２６】
患者の体内の標的組織領域の位置を特定する方法であって、
スイッチ、エネルギー変換器および静電気放電（ＥＳＤ）保護装置を備えるマーカを患者の体内に埋め込むステップと、
患者の体に隣接してプローブを前記マーカに向けて配置するステップと、
前記プローブを作動させて、ａ）患者の体内に電磁信号を送信し、ｂ）患者の体から反射信号を受信し、ｃ）エネルギー変換器がエネルギーパルスを電気エネルギーに変換して、前記スイッチを開閉し、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調するように、患者の体内にエネルギーパルスを送達し、ｄ）患者の身体内の前記マーカの位置に関連する出力を提供するステップとを備え、
前記ＥＳＤ保護装置が、静電気放電事象に対する保護を提供することを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法において、
前記マーカに隣接する電気的なツールを使用するステップをさらに含み、前記ＥＳＤ保護装置が、前記ツールからの電気エネルギーが前記スイッチの最大電圧を超えるときに作動されることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２６に記載の方法において、
前記プローブからの電磁信号のサブトラクション機能を実行して、前記マーカの検出を向上させるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２６に記載の方法において、
患者の体内にエネルギーパルスを送達することには、患者の体内に赤外光を送達することが含まれ、前記エネルギー変換器が、前記赤外光を電気エネルギーに変換して前記スイッチを開閉し、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調する１またはそれ以上の感光性ダイオードを含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
患者の体内の標的組織領域の位置を特定するシステムであって、
患者の体内に電磁信号を送信して患者の体内から反射信号を受信するための１またはそれ以上のアンテナを含むプローブであって、光パルスを患者の体内に送達するための光源をさらに含むプローブと、
患者の体内に埋め込むサイズのマーカとを備え、前記マーカが、導体ループに連結された１またはそれ以上の感光性ダイオードを含み、当該感光性ダイオードが、前記光源からの光パルスを電気エネルギーに変換して前記導体ループ内に電流を誘導し、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項３１】
請求項３１に記載のシステムにおいて、
前記１またはそれ以上の感光性ダイオードが、直列に接続された複数のダイオードを含み、前記ダイオードの出力が前記導体ループの両端に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項３２】
患者の体内の標的組織領域の位置を特定する方法であって、
マーカを患者の体内に埋め込むステップであって、前記マーカが、導体ループに連結された１またはそれ以上の感光性ダイオードを含む、ステップと、
患者の体に隣接してプローブを前記マーカに向けて配置するステップと、
前記プローブを作動させて、ａ）患者の体内に電磁信号を送信し、ｂ）患者の体から反射信号を受信し、ｃ）前記１またはそれ以上の感光性ダイオードが光パルスを電気エネルギーに変換して前記導体ループ内に電流を誘導するとともに、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調するように、患者の体内に光パルスを送達し、ｄ）患者の体内の前記マーカの位置に関連する出力を提供するステップとを備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋め込み可能なマーカまたはタグに関し、さらに、腫瘍摘出術のような外科的処置またはその他の処置の間に、患者の体内にあるそのようなマーカの位置を特定するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乳房内の病変を除去する生検または外科手術の前に、例えば腫瘍摘出術においては、病変の位置を特定する必要がある。処置の前に病変の位置を特定および／または確認するために、例えば、マンモグラフィまたは超音波イメージングを使用することができる。得られた画像は、例えば病変へのアクセスおよび／または病変の除去を行う切開において、病変の位置を特定して外科医を誘導する手順の間に、外科医によって使用される。しかしながら、そのような画像は一般に二次元であり、除去される乳房および病変は三次元構造であることから、病変の位置を特定するための限られたガイダンスしか与えることができない。さらに、そのような画像は、病変の周りの適切なマージンを決定するのに、すなわち除去されるべき所望の検体体積を定めるのに、限られたガイダンスしか提供することができない。
【０００３】
位置の特定を容易にするために、処置の直前に、ワイヤの先端が病変の位置に配置されるように、例えば針を介してワイヤを乳房に挿入する場合がある。ワイヤが配置されると、患者の皮膚に適用された包帯またはテープを用いて、ワイヤが乳房から出てくる位置で固定される。ワイヤを所定の位置に配置して固定した状態で、患者は、手術に進むことができ、例えば、生検または腫瘍摘出術を受けることができる。
【０００４】
位置特定のためにワイヤを使用する際の一つの問題は、ワイヤが配置時と外科手術時との間で移動する可能性があることである。例えば、ワイヤが十分に固定されていない場合、病変にアクセスするために使用される管路に対してワイヤが動くことがあり、その結果、その先端が病変の位置を誤って示すことがある。その場合、その位置にアクセスして組織を除去したとき、病変が完全に除去されず、かつ／または健康な組織が不必要に除去される可能性がある。また、外科医は手術中、例えばワイヤの配置中に得られたマンモグラムまたはその他の画像に基づいて、ワイヤ先端および病変の位置を推定することしかできず、更なるガイダンスなしに切開を進める可能性がある。また繰り返しになるが、そのような画像は２次元であるため、治療または除去される病変の位置を特定するための限られたガイダンスしか提供することができない。
【０００５】
代替的には、手術中に位置の特定を提供するために、放射性シードを配置することが提案されている。例えば、針を乳房に通して病変部に導入し、その後、針からシードを展開する。そして、針を引き抜き、マンモグラフィを用いてシードの位置を確認する。その後の外科的処置の間、手持ち式のガンマプローブを乳房の上に置き、シードを覆う位置を特定することができる。その後、切開を行い、プローブを用いてシードおよび病変の切除を誘導することができる。
【０００６】
シードは針を通して送達され、その針がすぐに除去されるため、配置時と外科手術時との間に患者の体内でシードが移動する危険性がある。そして、位置特定ワイヤを使用するのと同様に、一度配置されたシードを安定化させる外部の方法が存在しないため、シードが病変の位置を正確に特定できないことがある。さらに、そのようなガンマプローブは、例えば三次元で、シードの位置を特定する際に所望の精度を提供できない可能性があり、そのため、病変を特定する限られたガイダンスしか提供することができない。
【０００７】
したがって、外科手術、診断またはその他の医療処置の前および／または途中に、病変またはその他の組織構造の位置を特定するための装置および方法が有用であると考えられる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、埋め込み可能なマーカおよびタグに関し、さらには、腫瘍摘出術のような外科的処置またはその他の処置の間に、患者の体内にあるそのようなマーカの位置を特定するためのシステムおよび方法に関する。
【０００９】
一実施形態によれば、患者の体内の標的組織領域に導入するサイズのマーカが提供され、当該マーカが、当たったエネルギーパルスを電気エネルギーに変換するエネルギー変換器と、前記エネルギー変換器に結合されたスイッチであって、前記エネルギーパルスによって開閉するスイッチと、アンテナを提供するために前記スイッチに結合された一対の細長いワイヤと、静電気放電事象に対する保護を提供するために前記スイッチに結合された静電気放電（ＥＳＤ）保護装置とを備え、前記スイッチが、前記アンテナにより反射されて信号源へと戻る信号を変調するために、開閉するように構成されている。
【００１０】
別の実施形態によれば、患者の体内の標的組織領域に導入するサイズのマーカが提供され、当該マーカが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と、前記ＦＥＴのソースとゲートとの間に直列に接続され、光源から受け取った光パルスを変換して前記ＦＥＴを開閉するための電圧を生成する１またはそれ以上の感光性ダイオード（photosensitive diodes）と、前記ＦＥＴのドレインおよびソースに接続されてアンテナを提供する一対の細長いワイヤと、前記ＦＥＴのドレインとソースとの間の最大電圧を設定するために、ドレインとソースとの間に接続された静電気放電（ＥＳＤ）保護装置とを備え、前記ＦＥＴが、前記アンテナにより反射されて信号源へと戻る信号を変調するために、開閉するように構成されている。
【００１１】
さらに別の実施形態によれば、体内のマーカの位置を特定するシステムが提供され、当該システムが、エネルギー変換器を含むマーカと；前記マーカに向けて体内に送信信号を送信するように構成された送信アンテナと、前記マーカから反射される受信信号を受信するように構成された受信アンテナと、スイッチが開閉して、前記マーカにより反射されて受信アンテナに戻る信号が変調されるように、体内にエネルギーパルスを供給するためのエネルギー源とを備えるプローブであって、その先端部に前記受信アンテナが収容されたプローブと；前記マーカにより反射されて変調された信号に少なくとも部分的に基づいて、体内のマーカの位置を特定または検出するために前記受信アンテナに接続されたプロセッサと；前記プローブの先端部から前記マーカまでの距離を表す情報および／または患者の体内のマーカの位置に関連するその他の情報を提示するためのディスプレイとを備える。例示的な実施形態では、エネルギー源が光源を含むことができ、エネルギー変換器が、光源からの光を変換して電圧を生成するように構成された１またはそれ以上の感光性ダイオードを含むことができる。
【００１２】
一実施形態では、電圧がマーカ内のスイッチを開閉して、マーカのアンテナを調節することにより、マーカによって反射された信号を変調することができる。さらに、マーカは、静電気放電事象に対する保護を提供するために、スイッチに結合された静電気放電（ＥＳＤ）保護装置を含むことができる。別の実施形態では、電圧が、マーカの導体ループ内に断続的に電流を誘導することができ、それにより、マーカによって反射された信号を変調することができる。
【００１３】
さらに別の実施形態によれば、患者の体内の標的組織領域の位置を特定するシステムが提供され、当該システムが、患者の体内に電磁信号を送信し、患者の体内から反射信号を受信するための１またはそれ以上のアンテナと、患者の体内にエネルギーパルスを送達するためのエネルギー源とを含むプローブを備える。また、当該システムは、患者の体内に埋め込むサイズのマーカも備え、前記マーカが、前記エネルギー源からのエネルギーパルスを電気エネルギーに変換するように構成されたエネルギー変換器と、前記エネルギー変換器に接続されたスイッチであって、エネルギーパルスによって開閉して、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調するスイッチと、静電気放電事象に対する保護を提供するために前記スイッチに接続された静電気放電（ＥＳＤ）保護装置とを備える。
【００１４】
別の実施形態によれば、患者の体内の標的組織領域の位置を特定する方法が提供され、当該方法が、スイッチ、エネルギー変換器および静電気放電（ＥＳＤ）保護装置を備えるマーカを患者の体内に埋め込むステップと、患者の体に隣接してプローブを前記マーカに向けて配置するステップと、前記プローブを作動させて、ａ）患者の体内に電磁信号を送信し、ｂ）患者の体から反射信号を受信し、ｃ）エネルギー変換器がエネルギーパルスを電気エネルギーに変換して、前記スイッチを開閉し、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調するように、患者の体内にエネルギーパルスを送達するステップとを備え、前記ＥＳＤ保護装置が、静電気放電事象に対する保護を提供する。例示的な実施形態では、患者の体内にエネルギーパルスを送達することには、患者の体内に赤外光を送達することが含まれ、前記エネルギー変換器が、前記赤外光を電気エネルギーに変換して前記スイッチを開閉し、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調する１またはそれ以上の感光性ダイオードを含むことができる。さらに、プローブは、患者の体内のマーカの位置および／またはプローブに対するマーカの位置に関する情報を提供することができる。
【００１５】
一実施形態では、この方法は、前記マーカに隣接する電気的なツールを使用するステップをさらに含み、前記ＥＳＤ保護装置が、前記ツールからの電気エネルギーが前記スイッチの最大電圧を超えるときに作動されるものであってもよい。
【００１６】
さらに別の実施形態によれば、患者の体内の標的組織領域の位置を特定するシステムが提供され、当該システムが、患者の体内に電磁信号を送信して患者の体内から反射信号を受信するための１またはそれ以上のアンテナと、光パルスを患者の体内に送達するための光源とを含むプローブを備える。また、当該システムは、患者の体内に埋め込むサイズのマーカも備え、前記マーカが、導体ループに連結された１またはそれ以上の感光性ダイオードを含み、当該感光性ダイオードが、前記光源からの光パルスを電気エネルギーに変換して前記導体ループ内に電流を誘導し、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調するように構成されている。
【００１７】
さらに別の実施形態によれば、患者の体内の標的組織領域の位置を特定する方法が提供され、当該方法が、マーカを患者の体内に埋め込むステップであって、前記マーカが、導体ループに連結された１またはそれ以上の感光性ダイオードを含む、ステップと、患者の体に隣接してプローブを前記マーカに向けて配置するステップと、前記プローブを作動させて、ａ）患者の体内に電磁信号を送信し、ｂ）患者の体から反射信号を受信し、ｃ）前記１またはそれ以上の感光性ダイオードが光パルスを電気エネルギーに変換して前記導体ループ内に電流を誘導するとともに、前記マーカにより反射された前記プローブからの電磁信号を変調するように、患者の体内に光パルスを送達し、ｄ）患者の身体内の前記マーカの位置に関連する出力を提供するステップとを備える。
【００１８】
本発明のその他の態様および特徴は、添付の図面と併せて以下の記載を考慮することにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本開示のこれらのおよびその他の特徴、態様および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲および添付図面に関連して、より良好に理解されるであろう。
【図１】図１Ａ−図１Ｃは、それぞれ、患者の体内に埋め込むためのマーカの例示的な一実施形態の上面図、側面図および端面図である。
【図２】図２は、図１のマーカに含まれ得る回路の回路図の例示的な実施形態である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、図２の回路のスイッチの動作を示す回路図である。
【図４】図４は、患者の体内に埋め込むためのマーカの別の例示的な実施形態の回路図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、乳房の側面図であり、乳房内の組織にマーカを送達するために使用される送達装置を示している。
【図６】図６は、乳房内に埋め込まれたプローブおよび標的の例示的な実施形態の側面図である。
【図７】図７は、図６のプローブの遠位端部の端面図である。
【図８】図８は、マーカの位置を特定するためのシステムの例示的な構成要素の概略図である。
【図９】図９は、図８のプローブの例示的な構成要素を示すブロック図である。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、それぞれ、図７−図９に示すようなシステムに含まれ得るアンテナプローブの別の例示的な斜視図および側面図である。図１０Ｃは、図１０Ａのプローブの部分的な分解図である。図１０Ｄは、図１０Ａのプローブの先端の線分１０Ｄ−１０Ｄに沿った断面図である。
【図１１】図１１は、図１０Ａのプローブに含まれ得るアンテナサブアセンブリの斜視図である。
【図１２】図１２Ａ−図１２Ｃは、それぞれ、図１１のアンテナサブアセンブリのアンテナ素子の斜視図、上面図および底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の説明では、システムのより完全な説明を提供するために、多くの詳細が述べられる。しかしながら、当業者には明らかなように、開示されたシステムは、それらの特定の詳細なしで実施することができる。その他の例では、システムを不必要に不明瞭にしないように、周知の特徴は詳細には説明されていない。
【００２１】
図面を参照すると、図１Ａ−図１Ｃは、例えば図６に示すように、乳房９０内など、患者の体内に埋め込むことができるパッシブマーカまたはタグ４０の例示的な実施形態を示している。通常、マーカ４０は、一対のワイヤまたはアンテナ４４に結合された電子機器パッケージ４２を含む。マーカ４０は、腫瘍摘出術などの手術を実行するためのシステム１０１０に含まれてもよく、例えば、当該システムは、例えば図６−図８に示しかつ以下に述べるように、１またはそれ以上のマーカを組織内に送達するための送達デバイス２６０、組織内に埋め込まれる１または複数のマーカの位置を特定するプローブ１０２０、および／またはその他の構成要素を含む。
【００２２】
例示的な実施形態では、各ワイヤ４４は、細長い部材、例えば、直径またはその他の最大断面が約１／２ミリメートルから２ミリメートル（０．５−２ｍｍ）であり、長さが約１ミリメートルから１０ミリメートル（１．０−１０ｍｍ）である中実または中空の構造体である。ワイヤ４４は、本明細書の他の箇所で説明するように、組織内に展開されたときにワイヤ４４が予め設定された形状にバイアスされるが、例えば送達を容易にすべく、弾性的に変形するように、弾性または超弾性材料および／または形状記憶材料、例えばステンレス鋼およびニチノールなどで形成することができる。代替的には、ワイヤ４４は、マーカ４０が実質的に固定された、例えば線形または湾曲した形状を維持するように、実質的に剛性であってもよい。本明細書の他の箇所で説明するように、ワイヤ４４はアンテナとして機能し、かつ／または電子機器パッケージ４２内の電気部品と協働する。
【００２３】
任意選択的には、ワイヤ４４は、例えば国際公開第２０１０／１５１８４３号に記載された実施形態と同様に、１またはそれ以上のビーズまたはその他の構成要素（図示省略）を担持することができる。例えば、ワイヤ４４は、マーカ４０の検出を向上させるために、複数の表面、角度および／またはエッジを含む複数のビーズまたはセグメント（図示省略）を担持するコアワイヤを提供することができる。例示的な実施形態では、ビーズは、複数の個々の環状体を含むことができ、各々が、例えば、ほぼ円筒形または球形の一部分を規定する。ビーズは、所望の材料、例えば、ステンレス鋼、ニチノールおよびチタンなどの金属、プラスチック材料または複合材料から形成することができる。組み立て中に、例えば国際公開第２０１０／１５１８４３号に記載されているように、ワイヤ４４を電子機器パッケージ４２に取り付ける前または後に、複数のビーズをワイヤ４４の上に配置してワイヤに固定することができる。
【００２４】
図１Ａ−図１Ｃに示すように、ワイヤ４４は、例えば、ワイヤ４４がマーカ４０の長手方向軸４８に対して実質的に平行に延びるように、実質的に直線的な形状をとるようにバイアスされるものであってもよい。任意選択的には、ワイヤ４４の一方または両方は、長手方向軸４８からオフセットするようにしてもよく、それにより、本明細書の他の箇所で説明するように、送達装置（図示省略）内にマーカ４０を装填するのを改善することができる。
【００２５】
図示のように、各ワイヤ４４は、パッケージ４２内のプリント回路基板（ＰＣＢ）またはその他の回路５０に結合された第１端部４４ａと、拡大および／または丸みを帯びた先端４５で終わる第２自由端部４４ｂとを含むことができる。任意選択的には、第１端部４４ａは、例えば、図１Ａに最もよく示されるように、回路５０への第１端部４４ａの結合を容易にすべく、かつ／またはワイヤ４４がパッケージ４２の反対側から接線方向に延びるように、１またはそれ以上の屈曲部を含むことができる。
【００２６】
代替的には、ワイヤ４４は、長手方向軸４８の周りに曲線状またはその他の形態、例えば螺旋状、蛇行状またはその他の湾曲形状をとるように、バイアスされるものであってもよい。例えば、ワイヤ４４は、国際公開第２０１０／１５１８４３号に記載されているように、ワイヤ４４が図示のように螺旋状の形態にバイアスされているが、送達装置内へのマーカ４０の装填および／または患者の体内へのマーカ４０の導入を容易にするために、ほぼ直線状の形態に弾性的に真っ直ぐにすることができるように設定された形状の弾性または超弾性材料から形成することができる。
【００２７】
さらに図２も参照すると、マーカ４０は、本明細書の他の箇所にも記載されているように、電子機器パッケージ４２内に収容されて又は組み込まれてマーカ４０の位置を特定するために使用されるプローブ（図示省略；図６に示されて本明細書の他の箇所に記載されているプローブ１０２０など）からの入射信号を変調するように構成された１またはそれ以上の回路またはその他の電気部品５０を含むことができる。例示的な実施形態では、図１Ａにおいて最も良く分かるように、半導体チップ、プリント回路基板（ＰＣＢ）および／またはその他の回路５０がパッケージ４２内に搭載されており、当該パッケージが、電圧または電源またはその他の電力またはエネルギー変換器５２と、エネルギー変換器５２が電気エネルギーを生成するときに開閉されるスイッチ５４と、静電気放電（ＥＳＤ）保護装置５８とを含む。
【００２８】
例示的な実施形態では、エネルギー変換器５２は、複数の感光性ダイオードを含み、それら感光性ダイオードは、当たった入射光（例えば、赤外光）を電気エネルギー（例えば、予め設定された最小電圧）に変換することができる。図示のように、複数組のダイオード５２を直列に接続することができ、それらをパッケージ４２内で空間的に互いに直交して配置することができる。例えば、感光性ダイオードが指向性である場合、埋め込み後のプローブ１０２０に対するマーカ４０の向きにかかわらず、少なくとも１組のダイオード５２がプローブ１０２０の光送信器から光を受信することができるように、少なくとも２組のダイオード５２を、図１Ａにおいて最も分かるように、パッケージ４２内で互いに１８０度（１８０°）またはその他の角度オフセットして取り付けることができる。パッケージ４２は、少なくとも部分的に透明であってもよく、あるいは、パッケージ４２に向けられた光がダイオード５２によって受信されるように、ダイオード５２が露出されるものであってもよい。
【００２９】
代替的な実施形態では、エネルギー変換器５２は、外部エネルギーを所望の電圧に変換することができるその他の構成要素を含むことができる。例えば、プローブ１０２０が別の電源、例えばＥＭＦ、ＲＦまたは振動エネルギーの供給源を含む場合、エネルギー変換器５２は、ピックアップコイル、アンテナ、または入射エネルギーを所望の電圧に変換することができるその他のデバイスを含むことができ、それには、例えば、コンデンサおよび／またはスイッチ５４に所望の電圧を供給するように構成されたその他の構成要素が含まれる。赤外線エネルギーの利点の一つは、患者の皮膚に対して配置されたプローブ１０２０が、図６に示すように、患者の体内、例えば乳房９０内に数インチ離れて埋め込まれた比較的小さなマーカ４０を作動させるのに十分なエネルギーを送達できるように、赤外線エネルギーが組織を十分に通り抜けることができる点である。
【００３０】
図２に示す実施形態では、スイッチ５４が電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、例えば接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）であり、ダイオード５２の一端がゲート（Ｇ）に接続され、他端がソース（Ｓ）に接続されており、例えば、ＩＲ光が存在しないときにダイオード５２を放電するために、抵抗器５６がゲート（Ｇ）とソース（Ｓ）との間に結合されている。例示的な実施形態では、スイッチ５４は、Ａｖａｇｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＵＳ  Ｉｎｃ．により製造されたＶＭＭＫ−１２２５のようなエンハンスモード・シュードモルフィック高電子移動度トランジスタ（Ｅ−ｐＨＥＭＴ）を含むことができ、抵抗器５６は３メガオーム（３ＭΩ）の抵抗器とすることができる。代替的な実施形態では、スイッチ５４は、ダイオード５２（またはその他の電圧源）に結合されたショットキーダイオードであり、例えば、ダイオードの両端がワイヤ４４に結合されるものであってもよい。
【００３１】
また、例えば、ワイヤ４４がマーカ４０のためのアンテナを提供するように、図示のように、スイッチ５４のソース（Ｓ）がワイヤ４４の一方に電気的に接続され、ドレイン（Ｄ）が他方のワイヤ４４に接続されるものであってもよい。例えば、回路５０の構成要素は、図２の回路図内で結合された以外の構成要素が互いに電気的に絶縁されるように、パッケージ５２内に取り付けられるものであってもよい。ワイヤ４４は、ワイヤ４４の端部が図示のようにスイッチ５４に電気的に結合されるように、パッケージ５２に接着またはその他の方法で取り付けられるものであってもよい。
【００３２】
各ダイオード５２は、殆どまたは全く負荷が存在しないとき（すなわち、電流引き込み時）、スイッチ５４を開閉するために光に曝されたときに、十分な電圧（例えば、約１／２ボルト（０．５Ｖ））を発生することができる。回路５０は、プローブ１０２０からの信号を単に変調することを目的としているため、電流が殆どまたは全く必要なく、そのため、ダイオード５２（および、その結果としてプローブ１０２０）から必要とされる電力は最小限になり、マーカ４０およびプローブ１０２０の電力需要を低減することができる。
【００３３】
さらに図３Ａおよび図３Ｂも参照すると、ダイオード５２を間欠的に照射する光は、スイッチ５４を開閉する制御信号を提供するために、ゲート（Ｇ）とソース（Ｓ）との間に電圧を生成する。例えば、図３Ａは、赤外光が存在しないときの開いた形態のスイッチ５４を示し、一方、図３Ｂは、赤外光７０がダイオード５２に当たって両方のワイヤ４４を互いに接続するときの閉じた形態のスイッチ５４を示している。このため、結果として、マーカ４０は、マーカ４０の中央部に高周波スイッチに相当するものを含むパッシブタグを提供する。スイッチ５４を閉じた状態から開いた状態に変換できることにより、ワイヤ４４によって提供されるアンテナの反射特性は、大幅に変更され得る。例えば、スイッチ５４は、スイッチ５４が開閉されたときに、マーカ４０から反射された信号を変調したり、極性を変えたりすることができる。
【００３４】
乳房組織（または患者の体内のその他の位置）に埋め込まれたマーカを検出することに伴う課題のいくつかは、例えば、（ａ）組織の不均質により生じる散乱、（ｂ）プローブの送信アンテナと受信アンテナとの間のクロストーク、および（ｃ）近接場効果およびその他の要因による信号歪みによる、受信した反射信号のコンタミネーションおよびそのようなマーカの比較的小さなレーダ断面（ＲＣＳ）を含む。これらの複雑な要因に対処し、反射したマーカ信号をプローブで受信した混入信号から区別するために、スイッチ５４は、マーカ４０の反射特性の周期的な変調を提供する。
【００３５】
具体的には、マーカ４０は、２つのフォームファクタ（form factors）、例えば、図３Ａおよび図３Ｂに示す反射器の間でその構造を周期的に変化させるように形成される。例えば、本明細書の他の箇所でさらに説明するように、超広帯域（ＵＷＢ）レーダを使用する受信信号のデジタル信号処理は、マーカスイッチング周波数で変調された信号の同期検出を使用する。これは、その他の混入信号が変調期間内に不変のままであるため、マーカ信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を著しく増加させる。同期検出器のための機構を提供するために、マーカ４０によって受信された近赤外（ＩＲ）光パルスで乳房組織を照明することにより、マーカスイッチングプロセスがプローブ１０２０において制御される。
【００３６】
マーカ反射によるフォームファクタのスイッチングは、光起電力モードで動作するダイオード５２のセットによって制御される。ダイオード５２がプローブ１０２から（図３Ｂの矢印７０で表される）光を受信すると、図３Ｂに示すように、ダイオード５２は、スイッチ５４のゲート（Ｇ）とソース（Ｓ）との間に印加される電圧を生成し、スイッチは閉じて、ドレイン（Ｄ）およびソース（Ｓ）を互いに接続し、両方のアンテナワイヤ４４を互いに接続する。光がオフのとき、スイッチ５４は開いており、ドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）が図３Ａに示すように電気的に切断されている。
【００３７】
また、ＥＳＤデバイス５８は、スイッチ５４に、例えばドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）との間に並列に結合され、静電気放電事象に対する保護を提供することができる。例えば、Ｅ−ｐＨＥＭＴデバイスをスイッチ５４として使用すると、ドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）との間の絶対最大電圧、よってマーカのアンテナ間の絶対最大電圧に対する制限が設定される。ＶＭＭＫ−１２２５のＥ−ｐＨＥＭＴの例示的な実施形態では、スイッチ５４の両端の最大電圧は、約５ボルト（５Ｖ）以下とすることができる。現代の乳房手術は、しばしば、数ｋＶの電気パルスを生成することができる電気切断ツール、電気焼灼ツールおよび／またはその他のツール（図示省略）の使用を伴う。このようなツールがマーカ４０に近づくと、ツールはアンテナワイヤ４４間に非常に大きな電圧を生じ、スイッチ５４を破壊する可能性がある。
【００３８】
そのようなツールの作動中のマーカ４０のサバイバリビティを高めるために、ＥＳＤ保護装置５８は、電圧が最大値に近づくと、スイッチ５８デバイスの電圧を切り捨てる。一般に、マーカ４０内のＥＳＤ保護装置５８は、プローブ１０２０からの信号から来る小振幅ＵＷＢ信号の周波数範囲に対してアンテナ４４をシャントしない低容量を有する必要がある。例示的な実施形態では、ＥＳＤ保護装置５８は、ツェナーダイオードおよび低容量バリスタなどの過渡電圧抑制器であってもよい。
【００３９】
図４を参照すると、直列に接続された複数の感光性ダイオード５２’を含み、その出力が導体ループ５３’に結合されるパッシブマーカ４０’の代替的な実施形態が示されている。得られた電流ループは、同期検出のために、例えばマーカ４０と同様にプローブ１０２０を使用して、光トリガによって変調される。光がフォトダイオード５２’をトリガすると、電流が導体ループ５３’の導体路に誘導され、それにより、マーカ４０’の反射特性を調整して、例えば、マーカ４０’の散乱特性を変化させる。プローブ１０２０は、マーカ４０’の２つの状態の差を減算し、その差を同期検出に使用することができる。
【００４０】
任意選択的には、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、針または送達装置２６０が、例えば国際公開第２０１０／１５１８４３号に記載された実施形態の何れかと同様に、患者の体内に１またはそれ以上のマーカ４０または４０’（１つのマーカ４０が示される）を導入するために与えられるものであってもよい。例えば、送達装置２６０は、近位端部２６２ａおよび遠位端部２６２ｂを含み、組織を通って標的組織領域（図示省略）に導入され、１または複数のマーカ４０を運ぶことができる大きさのシャフト２６２を含むことができる。送達装置２６０は、シャフト２６２の近位端部２６２ａと遠位端部２６２ｂの間に少なくとも部分的に延びるルーメン２６４と、１またはそれ以上のマーカ４０を、ルーメン２６４から連続的または別個に選択的に送達するために、シャフト２６２内を摺動可能なプッシャ部材２６６とを含むことができる。
【００４１】
図示のように、シャフト２６２の遠位端部２６２ｂは、シャフト２６２が組織を通って直接導入されるように、斜めになった、先が尖った、かつ／またはその他の方法で尖ったものとすることができる。代替的には、送達装置２６０は、例えば国際公開第２０１０／１５１８４３号に記載されているように、組織を貫通するように予め配置されたカニューレ、シースまたは他の管状部材（図示省略）を介して導入することができる。任意選択的には、遠位端部２６２ｂは、例えば蛍光透視法、超音波および電磁信号などを用いて導入中に遠位端部２６２ｂのモニタリングを容易にすることができる、放射線不透過性、エコー源性またはその他の材料から形成されるバンドまたはその他の特徴を含むことができる。
【００４２】
図示のように、プッシャ部材２６６は、１または複数のマーカ４０に隣接するルーメン２６４内に配置されたピストンまたはその他の構成要素（図示省略）と、ルーメン２６４から１または複数のマーカ４０を押すためにピストンに結合されたプランジャまたはその他のアクチュエータ２６８とを含む。例えば、図５Ａに示すように、シャフト２６２の遠位端部２６２ａ（その中にマーカ４０を持つ）は、乳房４１（またはその他の組織）に挿入され、例えば癌性病変（図示省略）内の標的部位にマーカ４０を配置するために、前進またはその他の方法で配置される。任意選択的には、病変に対するマーカ４０の位置を確認するために、外部イメージングを使用することができる。標的位置に到達すると、シャフト２６２はプッシャ部材２６６に対して引き抜かれ、それにより図５Ｂに示すように、マーカ４０を展開することができる。任意選択的には、送達装置２６０は、複数のマーカ（図示省略）を担持することができ、シャフト２６２は、１回またはそれ以上の回数再配置して、追加のマーカを展開することができる。
【００４３】
代替的には、シャフト２６２を引き戻すのではなく、必要に応じて、プッシャ部材２６６を前進させて、ルーメン２６４から連続的に１または複数のマーカ４０を展開することができる。別の代替例では、トリガ装置またはその他の自動アクチュエータ（図示省略）をシャフト２６２の近位端部２６２ａに設けることができ、それが、例えば個々のマーカ４０を遠位端部２６２ｂから送出するために、それぞれの起動時にシャフト２６２を十分に後退させることができる。
【００４４】
任意選択的には、１または複数のマーカ４０の送達を容易にするために、ワイヤ４４の一方または両方を長手方向軸４８からオフセットするようにしてもよい。例えば、一方のワイヤ４４は、長手方向軸４８と実質的に平行に延びる一方で、他方のワイヤ４４は、長手方向軸４８に対して予め設定された鋭角を規定することができ、それにより、摩擦に打ち勝つのに十分な力でシャフト２６２がプッシャ部材２６６に対して引き戻されない限りは、例えばマーカ４０がルーメン２６４から自由に出るのを防止するのに十分な摩擦を伴って、ワイヤ４４の先端部４５が送達装置２６０の内面と摺動可能に係合するものであってもよい。
【００４５】
図６−図９を参照すると、乳房９０または体内のその他の部位の腫瘍、病変またはその他の組織構造のような、患者の体内の標的組織領域の位置を特定するシステム１０１０の例示的な実施形態が示されている。図８に示すように、システム１０１０は、概して、国際公開第２０１０／１５１８４３号および国際公開第２０１４／１４９１８３号に記載されている実施形態と同様に、１またはそれ以上のターゲット、タグまたはマーカ４０（１つが図示されている）を担持する送達装置２６０と、例えば超広帯域レーダを用いて、マーカ４０を検出かつ／またはその位置を特定するプローブ１０２０と、例えば１または複数のケーブル１０３６を使用して、プローブ１０２０に接続されたコントローラおよび／またはディスプレイユニット１０４０とを含む。
【００４６】
例えば、プローブ１０２０は、国際公開第２０１０／１５１８４３号および国際公開第２０１４／１４９１８３号に記載されている実施形態と同様の、電磁信号出力機能および受信機能を有するポータブルデバイス、例えばマイクロパワーインパルスレーダ（ＭＩＲ）プローブであってもよい。図６に示すように、プローブ１０２０は、組織、例えば患者の皮膚またはその下の組織に当接または隣接して配置されることが意図された第１または遠位端部１０２４と、ユーザが保持することができる第２または近位端部１０２２とを含む携帯端末であってもよい。通常、プローブ１０２０は、セラミックディスク１０３２（図７に示す）上に取り付けられた１またはそれ以上のアンテナ、例えば、送信アンテナおよび受信アンテナ（図示省略）を含む。さらに、プローブ１０２０は、遠位端部１０２４が接触する組織内、例えば図６に示すように乳房組織９０内に、光パルス（図６において破線１０３８ａで表される）を伝達するように構成された光送信器、例えば、複数の光ファイバ１０３８（図７に示す）を含む。光ファイバ１０３８は、光源（図示省略）からの光がプローブ１０２０の遠位端部１０２４から遠位側に光ファイバ１０３８を通過するように、例えばカップリング１０３９により光源に結合されるものであってもよい。
【００４７】
例示的な実施形態では、光源は、例えば、８００ナノメートルと９５０ナノメートルの間（８００−９５０ｎｍ）の波長で近赤外光を送達することができる赤外光源である。任意選択的には、光ファイバは、必要に応じて、１またはそれ以上のレンズおよびフィルタなど（図示省略）を含むことができ、例えば、プローブ１０２０により送信された光を所望の方法で、例えばプローブの中心軸１０３０にほぼ平行に延びる相対的に狭いビームあるいは広いビーム等に集束させるようにしてもよい。
【００４８】
代替的には、プローブ１０２０は、光送信器１０３８の代わりにその他のエネルギー源を含むことができる。例えば、本明細書の他の箇所で説明したように、マーカ４０を作動させるエネルギーパルスを送達するために、プローブ１０２０の遠位端部１０２４に、電磁エネルギー源、無線周波数（ＲＦ）エネルギー源および振動エネルギー源など（図示省略）を設けることができる。１または複数のエネルギー源は、例えばマーカ４０の回路を交互にアクティブおよび非アクティブ状態にするように、予め設定された方法でパルスを発することができる。
【００４９】
プローブ１０２０は、送信アンテナにより送信する信号を生成し、かつ／または受信アンテナで受信した信号を処理するのに必要とされる、１またはそれ以上のコントローラ、回路、信号発生器およびゲートなど（図示省略）を含むディスプレイユニット１０４０内のプロセッサを含むことができる。プロセッサのコンポーネントとしては、必要に応じて、ディスクリートコンポーネント、固体素子、プログラマブル素子およびソフトウェアコンポーネントなどを含むことができる。例えば、プローブ１０２０は、送信アンテナに接続されて送信信号を生成する、例えばパルス発生器および／または疑似雑音発生器（図示省略）のようなインパルス発生器と、受信アンテナにより検出された信号を受信するインパルス受信器とを含むことができる。プロセッサは、マイクロコントローラとレンジゲート制御器を含むことができ、例えば本明細書のその他の実施形態と同様に、それらがインパルス発生器とインパルス受信器を交互に作動させて、送信アンテナを介して電磁パルス、電磁波またはその他の信号を送信した後、受信アンテナを介して反射した電磁信号を受信する。使用することができる例示的な信号には、例えば超低帯域幅領域におけるマイクロインパルスレーダ信号など、電波およびマイクロ波が含まれる。
【００５０】
プローブ１０２０は、例えばケーブル１０３６により、ディスプレイユニット１０４０のディスプレイ１０４２に接続して、プローブ１０２０のユーザに情報、例えばアンテナを介して得られた空間データまたは画像データを表示するようにしてもよい。任意選択的には、プローブ１０２０は、１またはそれ以上のユーザインターフェース、メモリ、送信機、受信機、コネクタ、ケーブルおよび電源など（図示省略）、その他の特徴または構成要素を含むことができる。例えば、プローブ１０２０は、プローブ１０２０の構成要素を動作させるための１またはそれ以上のバッテリまたはその他の内部電源を含むことができる。代替的には、プローブ１０２０は、プローブ１０２０の構成要素を動作させるために、例えば標準ＡＣ電源などの外部電源に接続されるケーブル、例えばケーブル１０３６の一つを含むことができる。
【００５１】
図６に示すように、プローブ１０２０の内部構成要素をハウジングまたはケーシング内に設け、プローブ１０２０を自己完結型のものにするようにしてもよい。例えば、ケーシングは、プローブ１０２０全体がユーザの手に保持されるように、比較的小さく、携帯可能なものであってもよい。任意選択的には、プローブ１０２０の一部分、例えば遠位端部１０２４に隣接する部分は、使い捨てであってもよく、あるいは、必要に応じて使い捨てのカバー、スリーブなど（図示省略）が設けられて、プローブ１０２０の少なくとも近位部分が、例えば本明細書のその他の実施形態と同様に、再利用可能であってもよい。代替的には、プローブ１０２０全体は、使い捨てのシングルユースデバイスであるが、ディスプレイユニット１０４０は、当該ディスプレイユニット１０４０に新しいプローブ１０２０を接続することによって複数の手術中に使用することができ、手術領域外にあるが、必要に応じてアクセス可能かつ／または目に見えるようにすることができる。プローブ１０２０の構成および／または動作に関する更なる情報は、国際公開第２０１０／１５１８４３号および国際公開第２０１４／１４９１８３号に見出すことができる。
【００５２】
図９は、プローブ１０２０の例示的な構成要素を示すブロック図６００である（代替的には、構成要素の幾つかを、図８のディスプレイユニット１０４０内に配置することができる）。プローブ１０２０は、信号発生器６２０、増幅器６４０、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器６５０およびデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）６６０を含むことができる。信号発生器６２０、例えば基準発振器は、方形波信号、三角波信号または正弦波信号などの発振信号を生成する。
【００５３】
例えば、方形波信号６２５は、信号発生器６２０からプローブ１０２０のアンテナ部分５３２の送信アンテナに送信されるものであってもよい。方形波信号６２５が送信アンテナを通過するとき、送信アンテナは帯域通過フィルタ（「ＢＰＦ」）として機能し、方形波信号６２５を一連のパルス６３０に変換する。このように、プローブ１０２０によって送信される送信信号１０３４Ｔ（図６に示される）は、一連のパルス６３０を含む。送信信号１０３４Ｔは、受信信号１０３４Ｒによって表されるように、組織に送信されてマーカ４０（図６に示されるように）から反射される。送信信号１０３４Ｔがマーカ４０から反射されると、反射信号（すなわち、受信信号１０３４Ｒ）は、一連の減衰パルス６３５（図９に示す）を含む。
【００５４】
プローブ１０２０のアンテナ部分５３２の受信アンテナは、受信信号１０３４Ｒ（図６に示す）を受信することができる。図９に示すように、パルス６３５の利得を増幅するために、一連の減衰パルス６３５を含む受信信号１０３４Ｒを増幅器６４０に入力するようにしてもよい。また、増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するために、増幅器６４０の出力をＡ／Ｄ変換器６５０に入力するようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換器６５０から出力されたデジタル信号は、処理のためにＤＳＰ６６０に入力される。ＤＳＰ６６０は、数多くの処理機能を実行することができ、それには、送信信号５０１が送信された時から受信信号５０２が受信された時までの時間の差を計算すること、マイクロ波アンテナプローブ５３１の先端からマーカ５２１までの距離を判定すること、プローブ１０２０の先端に対するマーカ４０の位置を判定すること、受信信号１０３４Ｒの振幅を測定すること、および／またはプローブ１０２０の先端に対してマーカ４０が位置する方向を判定することが含まれるが、それらに限定されるものではない。ＤＳＰ６６０の出力は、ディスプレイユニット１０４０のディスプレイ１０４２上に提示することができる。
【００５５】
図１０Ａ−図１０Ｄを参照すると、本明細書の他の箇所に記載されたシステムおよび方法の何れかで使用することができるアンテナプローブ９３０の例示的な実施形態が示されている。通常、プローブ９３０は、ハウジング９４０、アンテナサブアセンブリ９５０およびシールド９８０を含む。任意選択的には、プローブ９３０は、プローブ９３０の１またはそれ以上の構成要素、例えばハウジング９４０の開口部を取り囲んで、汚染、曝露を低減し、かつ／またはプローブ９３０の内部構成要素を保護する外部スリーブまたはカバー（図示省略）を含むことができる。
【００５６】
図１１にも示すように、アンテナサブアセンブリ９５０は、送信アンテナ９６０ｔおよび受信アンテナ９６０ｒを含み、各々がボウタイ構成を有し、組み合わされてマルタクロスアンテナ（Maltese cross antenna）を形成する。図１２Ａ−図１２Ｃに示すように、各アンテナ９６０は、誘電材料９６４のディスクまたはその他のベース上で互いに９０度（９０°）オフセットされた１対のアンテナ素子９６２を含む。アンテナ要素９６２の各々は、別々に形成された後、ディスク９６４に取り付けられるか、またはディスク９６４上に直接堆積される。例示的な実施形態では、アンテナ素子９６２は、セラミックディスク９６４の上面に置かれた銀フィルムまたはその他の材料から形成することができる。
【００５７】
回路９７０は、アンテナ９６０に接続することができ、例えばＰＣＢ９７２を含み、その上に、適当なリードによってそれぞれのアンテナ素子９６２に接続された１またはそれ以上の変圧器９７４およびコネクタ９７６が設けられるものであってもよい。コネクタ９７６に同軸ケーブル９７８を接続して、本明細書の他の箇所に記載されたその他の実施形態と同様に、アンテナ９６０をシステムのその他の構成要素に接続することができる。
【００５８】
図１２Ａ−図１２Ｃに示すように、ディスク９６４は、アンテナ素子９６２間に複数の放射状スロット９６６を含む。このため、アンテナ素子９６２は、スロット９６６内の空気によって互いに実質的に隔離されており、それにより、感度を高めて、クロストークおよび／またはその他のノイズを低減することができる。代替的には、スロット９６６内に、その他の絶縁材料、例えば発泡体（図示省略）などを充填することができ、それら材料は、所望の比較的低い誘電率を有し、アンテナ素子９６２を互いに実質的に隔離することができる。
【００５９】
図１０Ｄに示すように、ディスク９６４は、シールド９８０内に取り付けることができ、当該シールドは、例えば、接着剤による接着、音波溶接、融着、協働コネクタ（図示省略）などの１またはそれ以上により、ハウジング９４０の先端９４２に連結することができる。図示のように、シールド９８０は、例えばナイロンまたはその他のポリマー材料のカラーから形成される内側絶縁層を含み、この絶縁層が、ファラデーシールドを提供するために、例えば銅またはその他の材料から形成される比較的薄い外側シールド９８４によって取り囲まれている。例示的な実施形態では、銅テープの層を、内部シールド９８２の周りに巻き付けて、その端部を互いに固定することができる。代替的には、外側シールド９８４は、遮蔽材料のスリーブであってもよく、その中に、内側シールド９８２が挿入されて、例えば接着剤による接着、締り嵌めなどによって取り付けられるものであってもよい。
【００６０】
図１０Ｄに示すように、シールド９８０は、ディスク９６４の厚さ「ｔ」よりも実質的に大きい長さを有することができる。例えば、内側シールド９８２は、環状凹部９８６を含むことができ、その中に、ディスク９６４が挿入されて、例えば締り嵌め、接着剤による接着などによって取り付けられるものであってもよい。図示のように、ディスク９６４の底面は、本明細書の他の箇所に記載されているように、ディスク９６４が使用中に組織に接触することができるように、シールド９８０の遠位端部と実質的に同一平面上であってもよい。任意選択的には、例えば、流体またはその他の材料が先端に入り込むのを防止し、汚染を低減し、かつ／またはプローブ９３０の先端を保護するために、マイラーフィルムまたはその他の比較的薄い材料の層（図示省略）をディスク９６４の底面および／またはシールド９８０上に設けることができる。
【００６１】
引き続き図１０Ｄを参照すると、ディスク９６４の上面（アンテナ素子９６２（図示省略）がその上にある）が、シールド９８０内の空気領域に曝されている。空気の誘電率は低いため、送信アンテナ９６０ｔからの送信は、遠位に、すなわちディスク９６４に接触する組織に向けて集束する。組織の誘電率と実質的に一致するように選択されたディスク９６４の材料によって、組織への透過の深さが増加する。ディスク９６４の後ろの空気は、それがなければ、組織から離れるように送信アンテナ９６０ｔにより放出されたであろう損失エネルギーを最小にすることができる。同様に、ディスク９６４は、組織に向けられた受信アンテナ９６０ｒの感度に焦点を合わせることができる。シールド９８０内のディスク９６４の後方の空気（およびアンテナ素子９６２間のスロット９６６）は、クロストーク、ノイズを最小限に抑えることができ、かつ／またはプローブ９３０の働きを向上させることができる。プローブ９３０に関する追加の情報および／または代替的な実施形態は、国際公開第２０１０／１５１８４３号および国際公開第２０１４／１４９１８３号に見出すことができる。
【００６２】
図６のシステム１０１０は、医療処置中に、例えば乳房生検または腫瘍摘出術において使用することができ、例えば、病変またはその他の標的組織領域の位置の特定を容易にし、かつ／または乳房９０またはその他の身体構造からの検体の切除および／または除去を容易にする。なお、システム１０１０は、乳房病変の位置の特定に特に有用であるとして記載されているが、当該システム１０１０は、身体のその他の領域におけるその他の対象物の位置特定にも使用され得ることに留意されたい。
【００６３】
処置の前に、標的組織領域、例えば腫瘍またはその他の病変を、従来の方法を用いて同定することができる。例えば、乳房９０内の病変（図示省略）を、例えばマンモグラフィおよび／またはその他のイメージングを用いて識別し、その病変を除去する決定を下すことができる。マーカ４０は、例えば図５Ａおよび図５Ｂに示す送達装置２６０など、針またはその他の送達装置を使用して、標的病変部内またはその近傍の乳房９０内に埋め込むことができる。
【００６４】
図６に示すように、１または複数のマーカ４０が埋め込まれたら、プローブ１０２０を、患者の皮膚に対して、例えば乳房９０に対して配置することができる。プローブ１０２０のアンテナからの信号は、光源からのパルス光とともに送達することにより、マーカ４０が受信してプローブ１０２０へと反射して戻すときに、スイッチ５４を開閉させることができる。例えば、プローブアンテナ、マーカ４０の近くの患者の体内の組織またはその他の構造などにより、実質的なクラッタ、クロストークまたはその他のノイズがプローブ１０２０により受信される場合に、２つの状態（スイッチ５４の開閉）からの反射信号を、互いから減算して、その他のノイズを実質的に除去することにより、プローブ１０２０がマーカ４０を識別および／または位置の特定を行うことができる。このため、プローブ１０２０は、変調された反射信号を使用して、信号の信号対雑音比を増加させることができる。
【００６５】
ディスプレイ１０４２は、ユーザに情報を表示して、乳房９０内のマーカ４０の位置の特定を容易にすることができる。例えば、ディスプレイ１０４２は、予め設定された基準に基づいて、例えばマーカ４０からプローブ１０２０までの相対距離に基づいて、距離、角度、向きおよび／またはその他のデータを提供する読み出しであってもよい。距離情報は、インチ（ｉｎ．）またはセンチメートル（ｃｍ）などの長さの単位で距離を表す数値として表示されるものであってもよい。追加的または代替的には、ディスプレイユニット１０４０上のスピーカ１０４４が、距離の可聴表示、例えばプローブ１０２０がマーカ４０に近付くに連れて速さが増加する、間隔を空けたパルスを生成することができる。別の代替例では、ディスプレイ１０４２が、マーカ４０、プローブ１０２０、プローブ１０２０からマーカ４０までの距離、および／またはマーカを含む身体部分（例えば、乳房）の生理学的映像を示すグラフィック画像（例えば、二次元または三次元画像）を提示することができる。
【００６６】
例えば、図６に示すように、プローブ１０２０の遠位端部１０２４は、例えば病変のほぼ上にある、患者の皮膚に隣接または接触して配置され、かつ／または病変およびマーカ４０の方向にほぼ向けられ、作動される。プローブ１０２０の送信アンテナ（図示省略）は、電磁信号１０３４Ｔを放射することができ、この電磁信号は、組織を通って進んで、マーカ４０により反射される。戻り信号１０３４Ｒは、反射されてプローブ１０２０の受信アンテナ（図示省略）に戻り、それにより、マーカ４０とプローブ１０２０の遠位端部１０２４との間の空間的関係、例えば、距離および／または方位角度を決定することができ、外科医の切開の適切な方向を決定するのを容易にする。
【００６７】
また、ほぼ同時に、プローブ１０２０は、光パルス１０３８ａを送信することができ、これがマーカ４０のダイオード５２によって受信される（図示省略、例えば図３Ａおよび図３Ｂを参照）。ダイオード５２は交互に電圧を生成し、スイッチ５４を開閉させる。これにより、マーカ４０は、反射されてプローブ１０２０に戻る信号の位相を変化させ、プローブは、例えばサブトラクションにより、信号を処理して、マーカ４０を識別し、かつ／またはマーカの位置、それにより標的病変部の位置を特定することができる。
【００６８】
その後、例えば患者の皮膚に切開部を作って、例えば病変周辺の標的マージンに対応する所望の深さに達するまで、介在組織を切開することにより、組織を切断することができる。組織検体は、従来の腫瘍摘出術を使用して、切除または除去することができ、例えばそれを、除去された検体１０４６内にマーカ４０を残したまま行うことができる。
【００６９】
なお、本明細書の何れかの実施形態で示された構成要素またはコンポーネントは、特定の実施形態の例示であり、本明細書に開示したその他の実施形態においても、またはその他の実施形態と組み合わせて使用できることを理解されたい。
【００７０】
本発明は、様々な変更および代替形態が可能であるが、その特定の例が図面に示されており、本明細書において詳細に記載されている。しかしながら、本発明は、開示した特定の形態または方法に限定されるものではなく、それとは反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての変更、均等物および代替物を包含することを理解されたい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６−７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【国際調査報告】
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