(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状導波管であって、横電磁界ＴＥ11モードのマイクロ波の伝送上、該導波管壁に実質的に垂直に方向付けられた電界及び該電界に実質的に垂直な磁界を発生させる管状導波管と、少なくとも一つの延長した金属要素を含むセンサであって、前記要素が、前記マイクロ波伝送中に前記磁界に実質的に平行になるように且つ前記要素において実質的に誘導電流が発生しない位置に、該導波管上で配置されたセンサと、を具備するマイクロ波印加器。
【請求項２】
誘電体材料が該導波管の出力端から延びて、マイクロ波放射線を放出するためのアンテナを形成し、該センサが該アンテナの一つの側に配置されている、請求項１に記載のマイクロ波印加器。
【請求項３】
前記要素が、相互に平行に延びるセンサ接続を構成し、第１のセンサ接続が、該導波管の外部壁に接続され、第２のセンサ接続が、電力入力の導体に接続される、請求項２に記載のマイクロ波印加器。
【請求項４】
該電力入力は、同軸ケーブルからなり、前記導体は、前記誘電体材料中に延びる該同軸ケーブルの内部導体からなる、請求項３に記載のマイクロ波印加器。
【請求項５】
側部導体が前記導体から放射状に延び、前記第２のセンサ接続が該側部導体の外部端に接続される、請求項４に記載のマイクロ波印加器。
【請求項６】
該側部導体の該外部端が、該導波管の外部壁の開口を通して延び、それから電気的に絶縁されている、請求項５に記載のマイクロ波印加器。
【請求項７】
前記第２のセンサ接続が、該センサから該導波管の長手方向に伸び、次いで該導波管の該外部壁の周囲にて該側部導体の該外部端に至る、請求項５に記載のマイクロ波印加器。
【請求項８】
延長した金属要素を含むセンサをマイクロ波導波管上に配置する方法であって、横電界モードＴＥ11で動作する管状誘電体充填導波管を選択することと、マイクロ波伝送中に該導波管によって発生せしめられた磁界の一般的方向を決定することと、マイクロ波伝送中に該磁界の該方向に実質的に平行に且つ前記要素において実質的に誘導電流が発生しない位置に該延長した金属要素を配置することと、を具備する方法。
【請求項９】
該導波管が同軸ケーブルによって給電され、該センサの出力が該同軸ケーブルに接続される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
管状導波管であって該導波管の出力端から延びてアンテナを形成する誘電体材料で充填された管状導波管、を具備するマイクロ波印加器であって、
該誘電体材料中に延びて横電磁界ＴＥ11モードのマイクロ波を発生させる同軸ケーブルの内部導体を具備する電力入力であって、そこからマイクロ波エネルギーが放出され、該導波管内のマイクロ波が、該導波管壁に実質的に垂直な方向の電界と該電界に実質的に垂直な磁界とを発生させる、電力入力と、
該アンテナの一つの側に配置されたセンサであって、少なくとも一つの延長した金属要素を具備し、該要素が、該磁界に実質的に平行に延び且つ前記要素において実質的に誘導電流が発生しない位置に配置された、センサと、
を具備するマイクロ波印加器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
この発明は、マイクロ波デバイス、特にマイクロ波電磁エネルギーによる体の治療のための印加器、におけるセンサの配置に関し、また、そこに配置されたセンサを含む印加器に関する。
【０００２】
その内容が引用により本明細書に取り込まれる、我々の先行する公開された出願ＷＯ９５／０４３８５号において、我々は、子宮内膜によって実質的に完全に吸収される周波数でマイクロ波電磁エネルギーを印加することと、子宮内膜組織が約６０°に加熱されることを保証するために動作温度を監視することと、子宮内膜の細胞を破壊するのに充分な時間、マイクロ波エネルギーの印加を維持することと、を伴う、月経過多の治療のための装置を開示した。
【０００３】
温度はそれゆえ重要であり、印加中、その進行過程で温度を監視するために熱電対の形の温度センサが使用される。
【０００４】
生ずる問題は、熱電対が金属でできており、マイクロ波の印加は、温度の読み取りにおけるエラーにつながる熱電対の直接加熱を誘発する傾向にあるということである。この一般的な問題は、Ｓ．Ｂ．Ｆｉｅｌｄ及びＪ．Ｗ．Ｈａｎｄによる“Ａｎ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｓｐｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａ”の頁４５９〜４６５において議論されている。金属性センサで遭遇する問題の結果として、リアルタイム測定を妨げることになるがパワーオフされるときに読み取りを行なうか、又は非常に高価にはなるがファイバ光センサのような非金属性センサによって測定するのが常であった。
【０００５】
マイクロ波電磁エネルギーは、同軸導波管によって、又は、典型的に断面円弧形の管状導波管によって、伝播されることができる。
【０００６】
発明の開示
本発明は、延長した金属要素を含むセンサをマイクロ波導波管上に配置する方法であって、管状導波管を選択することと、マイクロ波伝送中に発生せしめられた磁界の一般的方向を決定することと、該磁界の方向に実質的に平行に該延長した金属要素を配置することと、を具備する方法にある。
【０００７】
この装置では、磁界によって金属要素内に電流が誘導されてはならず、それ故、感知されているパラメータとの干渉はほとんど又は全くあってはならない。典型的に、該センサは、温度を感知する熱電対となり、内在する危険は、その熱電対の金属被覆に流れる電流による干渉である。
【０００８】
本発明は、また、管状導波管であって、マイクロ波の伝送上、該導波管壁に実質的に垂直に方向付けられた電界及び該電界に実質的に垂直な磁界を発生させる管状導波管と、延長した金属要素を含むセンサであって、前記延長した金属要素がマイクロ波伝送中に該磁界に実質的に平行に延びるように該導波管上に配置され、そうでなければ歪みを誘発するであろう電流が該センサの該金属要素に実質的に誘導されないようにされているセンサと、を具備するマイクロ波印加器にある。
【０００９】
次いで、添付図面を参照しつつ例により本発明を説明する。
【００１０】
図１には、同軸導波管の略断面図が示され、同図において、（１）は中央導体であり、（２）は外部導体である。同軸導波管は、ＴＥＭモードでマイクロ波エネルギーを伝播させ、磁界（３）及び電界（４）は、ともに、軸（中央導体）に対して常に垂直になる。電流（５）は、常に磁界に対して直角に流れるため、同軸導波管又は接触する他の金属構造に沿って常に流れる。それ故、同軸型印加器上のどこに金属性温度センサ（６）を置いても、センサは磁界に垂直になるため電流が金属性センサ内に流れる。
【００１１】
図２には、円形導波管（７）の略断面図が示されており、同図においては、磁界線（３）及び電界線（４）が横電界モードＴＥ１１用に図示されている。この装置においては、電界は、常に、導波管壁（８）に垂直であり、磁界は、常に、電界に垂直である。
【００１２】
図３は、図２の円形導波管（７）に沿う界分布の略上面図を示す。磁界ループ（３）は、高電界（４）の領域によって分離される。磁界ループは導波管壁（８）の側面に平行であることに留意されたい。
【００１３】
図４は、図２の円形導波管（７）の壁における電流の略側面図を示す。金属性センサ（６）が導波管壁（８）の側面にて磁界に対し実質的に平行に置かれるならば、全ての電流経路がセンサにクロスし、センサ（６）には電流が発生しないことがわかる。
【００１４】
導波管壁（８）にて磁界（３）に実質的に平行に熱電対（６）を置くことによって、センサ（６）の金属要素には実質的に電流が流れなくなり、何ら実質的な歪みなく実時間温度監視が可能になることが判明した。
【００１５】
ここで図５を参照して本発明を更に説明する。図５は、本発明に従って配置された温度感知熱電対を含むマイクロ波印加器の略側面図である。
【００１６】
図５において、マイクロ波印加器（１１）は、誘電体材料（１３）で充填された円形導波管（１２）を有する。導波管（１２）は、印加器（１１）の端部に届くことなく終了し、マイクロ波エネルギー用放射先端を形成する露出部分（１４）を提供する。放射先端（１４）から離隔した印加器の端部に向かって、インライン遷移部（１７）を介して誘電体充填導波管（１２）を直接励起する内部導体（１６）を有する同軸フィードケーブル（１５）が存在する。その内部導体（１６）は誘電体材料（１３）の中央へと通じており、中央導体から外部導体壁（１２）へと通過する側部導体（１８）は、図１〜図３に示されたように誘電体材料（１３）内に該遷移部がマイクロ波を発射させるのを可能とするマイクロ波ブレーク（ｂｒｅａｋ）を形成する。導体（１８）は、導波管壁（１２）によって形成された外部導体を介して通過するように絶縁体によって絶縁される。
【００１７】
本発明に従って配置されたそのセンサは、動作温度を感知すべく放射先端（１４）の外側に配置された熱電対（２０）である。本発明によれば、その熱電対（２０）は、マイクロ波を伝播させるとき、円形導波管（１２）によって発生せしめられた磁界の方向に実質的に垂直に、即ち、図２及び図４における要素（６）の線に沿って配置される。さらに、追加の配線を避けるために、熱電対（２０）は、接続体（２３）によって（２１）にて外部導体導波管壁に直接接触せしめられるとともに、接続体（２４）によって（２２）にて側部導体（１８）に接触せしめられている。接続体（２３，２４）は、導波管の軸を通る平面内で相互に平行に延びる。そして、一方（２３）は、（２１）で終了する。他方（２４）は、（２２）を通る垂直平面まで壁（１２）の外側に延び、そして壁（１２）の周囲を導体（１８）の（２２）まで走る。したがって、熱電対信号は、放射先端（１４）にマイクロ波電力を運ぶ同一の同軸ケーブルに沿って外へ出る。そのＤＣ信号を感知し及び抽出するために従来の回路（図示せず）が使用される。
【００１８】
動作中誘導電流が存在しない位置に熱電対自体を配置することは、実質的な歪みなく、動作温度のリアルタイム感知を可能にする。
【００１９】
図示されないが、印加器（１１）にはＰＴＦＥ又は他の適当な材料によるマイクロ波透過保護コーティングが設けられる。熱電対（２０）を感知する温度センサがそのコーティングと誘電体材料との間に設けられ、誘電体材料から絶縁されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、電磁界を示す、ＴＥＭモードで動作する同軸導波管の略側面図である。
【図２】  図２は、ＴＥ１１モードで動作する本発明による円形導波管の略断面図である。
【図３】  図３は、図２の円形導波管の略平面図である。
【図４】  図４は、壁内の電流を示す、図２の円形導波管の略側面図である。
【図５】  図５は、本発明によるマイクロ波印加器の略側面図である。
【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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