(57)【要約】医療用撮像システム（２）は、患者の身体部分を照射するようにマイクロ波信号を送信するように構成された送信アンテナおよび前記身体部分内での散乱に続いて前記マイクロ波信号を受信するように構成された複数の受信アンテナ（４）を備えるマイクロ波アンテナアレイ（６）と、散乱した前記マイクロ波信号を処理し、前記身体部分内のターゲットを識別するために前記身体部分の内部構造を示す出力を生成するように構成されたプロセッサ（４）と、前記マイクロ波アンテナアレイに対して移動可能な焼灼針（１４）を備える焼灼プローブ（８）を備え、前記受信アンテナは、前記焼灼針（１４）が散乱または放出したマイクロ波信号を受信するようにさらに構成され、前記プロセッサは、前記焼灼針（１４）の位置を監視し、焼灼処置を実行するために使用できる身体部分内の識別されたターゲットに焼灼針（１４）を案内するようにさらに構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信アンテナおよび複数の受信アンテナを備えるマイクロ波アンテナアレイであって、前記送信アンテナは、患者の身体部分を照射するようにマイクロ波信号を送信するように構成され、前記受信アンテナは、前記身体部分内での散乱に続いて前記マイクロ波信号を受信するように構成される、マイクロ波アンテナアレイと、
前記散乱したマイクロ波信号を処理し、前記身体部分内のターゲットを識別するために前記身体部分の内部構造を示す出力を生成するように構成されたプロセッサと、
前記マイクロ波アンテナアレイに対して移動可能な焼灼針を備える焼灼プローブを備える、医療用撮像システムにおいて、
前記受信アンテナは、前記焼灼針が散乱または放出したマイクロ波信号を受信するようにさらに構成され、前記プロセッサは、前記焼灼針が前記身体部分内の前記ターゲットに案内されるときに、前記焼灼針の位置を監視するようにさらに構成される、医療用撮像システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記焼灼針を前記身体部分内の前記ターゲットに案内するようにさらに構成される、請求項１に記載の医療用撮像システム。
【請求項３】
前記マイクロ波アンテナアレイが基板上に形成され、前記基板は、前記身体部分へのアクセスを提供するために、前記焼灼針を受容するように構成された１つ以上の開口部を備える、請求項１または請求項２に記載の医療用撮像システム。
【請求項４】
前記開口部は、円錐状である、請求項３に記載の医療用撮像システム。
【請求項５】
前記開口部には、密封ガスケットが設けられる、請求項３または請求項４に記載の医療用撮像システム。
【請求項６】
前記開口部が１つ以上のスロットを備える、請求項３〜５のいずれか一項に記載の医療用撮像システム。
【請求項７】
前記基板は、複数の前記開口部を備え、前記プロセッサは、前記焼灼針を導入するために前記複数の開口部のうちの１つを選択するように構成される、請求項２〜５のいずれか一項に記載の医療用撮像システム。
【請求項８】
前記焼灼プローブは、前記マイクロ波アンテナアレイに対して前記焼灼プローブを操作するように構成された関節アーム上に取り付けられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の医療用撮像システム。
【請求項９】
前記関節アームがロボットアームである、請求項８に記載の医療用撮像システム。
【請求項１０】
前記焼灼針は、前記受信アンテナによって受信されるマイクロ波信号を放出するように構成される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の医療用撮像システム。
【請求項１１】
前記焼灼針は、前記マイクロ波信号を送信する同軸給電線を備える、請求項１０に記載の医療用撮像システム。
【請求項１２】
前記焼灼針は、その先端にマイクロ波マーカを備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の医療用撮像システム。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記ターゲットを識別するときに第一のデータ取得および解析操作を実行し、前記焼灼針を案内するときに第二のデータ取得および解析操作を実行するように構成され、前記第二のデータ取得および解析操作は、前記第一のデータ取得および解析操作よりも高速である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の医療用撮像システム。
【請求項１４】
前記焼灼プローブによって実行される焼灼処置中に、前記プロセッサが前記ターゲットを監視するようにさらに構成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の医療用撮像システム。
【請求項１５】
前記マイクロ波アンテナアレイの前記受信アンテナは、前記焼灼針が放出した信号を受信する、請求項１４に記載の医療用撮像システム。
【請求項１６】
前記プロセッサは、焼灼処置中に前記散乱したマイクロ波信号から測定された誘電率および／または導電率の値に基づいて、前記ターゲットの温度または温度プロファイルを決定するようにさらに構成される、請求項１４または請求項１５に記載の医療用撮像システム。
【請求項１７】
医療用撮像方法であって、
マイクロ波アンテナアレイの送信アンテナが放出したマイクロ波信号で患者の身体部分を照射するステップと、
前記マイクロ波アンテナアレイの複数の受信アンテナにおいて身体部分内で散乱した後の前記マイクロ波信号を受信するステップと、
前記散乱したマイクロ波信号を処理して、前記身体部分の内部構造を示す出力を生成するステップと、
前記出力から前記身体部分内のターゲットを識別するステップと、
焼灼プローブの焼灼針を前記身体部分内の前記ターゲットに案内することを、前記受信アンテナを使用して前記焼灼針が散乱または放出したマイクロ波信号を監視することによって行うステップと、
前記ターゲットを加熱するように前記焼灼針から信号が放出される前記焼灼プローブを使用して焼灼処置を実行するステップ
を含む、医療用撮像方法。
【請求項１８】
前記焼灼処置中に前記ターゲットを監視するステップをさらに含む、請求項１７に記載の医療用撮像方法。
【請求項１９】
前記ターゲットを監視するステップは、前記焼灼処置中に前記焼灼針が放出した信号を前記マイクロ波アンテナアレイの前記受信アンテナで受信するステップを含む、請求項１８に記載の医療用撮像方法。
【請求項２０】
前記ターゲットを監視するステップは、前記焼灼処置中に受信された前記散乱したマイクロ波信号から前記ターゲットの誘電率および／または導電率の値を決定するステップと、前記測定された誘電率および／または導電率に基づいて前記ターゲットの温度または温度プロファイルを決定するステップとを含む、請求項１８または請求項１９に記載の医療用撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用撮像システムおよび方法に関し、特に、排他的ではないが、ターゲットへの焼灼プローブの案内を組み込んだ装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体を検査するための各種医療用撮像技術が知られている。このような撮像技術は、腫瘍または病変のような異常を識別するために、組織および臓器を調べるために使用され得る。例えば、Ｘ線（マンモグラフィ）、マイクロ波撮像、超音波、ＭＲＩは全て一般的な撮像モダリティである。このような技術は、乳房組織の検査に一般的に使用されるが、肝臓、膵臓、前立腺、甲状腺、肺、卵巣およびリンパ節のような体の他の領域においても使用され得る。
【０００３】
一旦識別されると、腫瘍のようなターゲットは、適切な処置を使用して治療され得る。典型的には、肺、結腸、および乳房などの臓器に限局した原発性固形腫瘍の標準治療として外科的切除が行われている。しかしながら、ラジオ波焼灼術（ＲＦＡ）およびマイクロ波焼灼術（ＭＷＡ）のような針焼灼術は、低侵襲で非外科的な代替技術を提供する。
【０００４】
ＲＦＡは、周囲の健康な細胞の破壊を最小限に抑えながら、悪性組織の壊死を達成するのに十分な局所加熱を引き起こす高周波電流をターゲットに送達するために針電極を使用する。
【０００５】
ＲＦＡは、組織を通る電気伝導に依存し、ＲＦ電流は、イオン性流体が豊富に存在するために、組織を通過することができる。しかしながら、組織は完全な導体ではなく、ＲＦ電流は抵抗加熱（ジュール効果）を引き起こす。直接的なＲＦ加熱は、アプリケータ（電極）の数ミリメートル以内で生じるが、熱伝導が電極の周囲のより多くの周辺領域に熱を押し込むと、最終的な焼灼ゾーンの大部分が生成される。
【０００６】
ＭＷＡは、マイクロ波電磁（ＥＭ）エネルギーをターゲットに送達するために、１つまたは複数の針アンテナを使用する。
【０００７】
ＭＷＡは、組織の誘電加熱の結果として生じる。誘電加熱は、不完全な誘電材料に交流ＥＭ場が印加されたときに起こる。組織内では、ＥＭ場が組織内の水分子を強制的に振動させるので、加熱が生じる。結合した水分子は、印加された場と位相がずれて振動する傾向があり、そのため、ＥＭエネルギーの一部が吸収され、熱に変換される。最良のＥＭ吸収体は、高いパーセンテージの水（例えば、ほとんどの固形臓器）を含有し、一方、水分含有量が低い組織（例えば、脂肪）では、より少ない加熱しか起こらない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では、身体部分内のターゲットの治療を改善するシステムを提供することを模索する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、医療用撮像システムが提供され、このシステムは、送信アンテナおよび複数の受信アンテナを備えるマイクロ波アンテナアレイであって、送信アンテナは患者の身体部分を照射するようにマイクロ波信号を送信するように構成され、受信アンテナは身体部分内で散乱した後にマイクロ波信号を受信するように構成される、マイクロ波アンテナアレイと、散乱したマイクロ波信号を処理し、身体部分内のターゲットを識別するために身体部分の内部構造を示す出力を生成するように構成されたプロセッサと、マイクロ波アンテナアレイに対して移動可能な焼灼針を備える焼灼プローブを備える。受信アンテナは、焼灼針が散乱または放出したマイクロ波信号を受信するようにさらに構成され、プロセッサは、焼灼針が身体部分内のターゲットに案内されるときに、焼灼針の位置を監視するようにさらに構成される。
【００１０】
プロセッサは、焼灼針を身体部分内のターゲットに案内するようにさらに構成され得る。
【００１１】
マイクロ波アンテナアレイは、基板上に形成され得、基板は、身体部分へのアクセスを提供するために焼灼針を受容するように構成された１つ以上の開口部を備え得るる。
【００１２】
開口部は、円錐状のこともあり得る。
【００１３】
開口部には、密封ガスケットが設けられ得る。
【００１４】
開口部は、１つ以上のスロットを備え得る。
【００１５】
基板は、複数の前記開口部を含み得、プロセッサは、焼灼針を導入するために複数の開口部のうちの１つを選択するように構成され得る。
【００１６】
焼灼プローブは、アンテナアレイに対して焼灼プローブを操作するように構成された関節アーム上に取り付けられ得る。
【００１７】
関節アームは、ロボットアームのこともあり得る。
【００１８】
焼灼針は、受信アンテナによって受信されるマイクロ波信号を放出するように構成され得る。
【００１９】
焼灼針は、マイクロ波信号を送信する同軸給電線を備え得る。
【００２０】
焼灼針は、その先端にマイクロ波マーカを備え得る。
【００２１】
プロセッサは、ターゲットを識別するときに第一のデータ取得および解析操作を実行し、焼灼針を案内するときに第二のデータ取得および解析操作を実行するように構成され得て、第二のデータ取得および解析操作は、第一のデータ取得および解析操作よりも高速である。
【００２２】
プロセッサは、焼灼プローブによって実行される焼灼処置中にターゲットを監視するようにさらに構成され得る。
【００２３】
マイクロ波アンテナアレイの受信アンテナは、焼灼針が放出した信号を受信することができる。
【００２４】
プロセッサは、焼灼処置中の散乱マイクロ波信号から測定された誘電率および／または導電率の値に基づいて、ターゲットの温度または温度プロファイルを決定するようにさらに構成され得る。
【００２５】
本発明の別の態様によれば、医療用撮像方法が提供され、この方法は、マイクロ波アンテナアレイの送信アンテナが放出したマイクロ波信号で患者の身体部分を照射するステップと、マイクロ波アンテナアレイの複数の受信アンテナにおいて身体部分内で散乱した後のマイクロ波信号を受信するステップと、散乱したマイクロ波信号を処理して、身体部分の内部構造を示す出力を生成するステップと、出力から身体部分内のターゲットを識別するステップと、焼灼プローブの焼灼針を身体部分内のターゲットに案内することを、受信アンテナを使用して前記焼灼針が散乱または放出したマイクロ波信号を監視することによって行うステップと、ターゲットを加熱するように焼灼針から信号が放出される焼灼プローブを使用して焼灼処置を実行するステップを含む。
【００２６】
この方法は、焼灼処置中にターゲットを監視するステップをさらに含み得る。
【００２７】
ターゲットを監視するステップは、焼灼処置中に焼灼針が放出した信号をマイクロ波アンテナアレイの受信アンテナで受信するステップを含み得る。
【００２８】
ターゲットを監視するステップは、焼灼処置中に受信された散乱マイクロ波信号からターゲットの誘電率および／または導電率の値を決定するステップと、測定された誘電率および／または導電率に基づいてターゲットの温度または温度プロファイルを決定するステップとを含み得る。
【００２９】
本発明をより良く理解し、本発明をどのように実施し得るかをより明確に示すために、例として、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態による医療用撮像システムのシステム図である。
【図２】医療用撮像システムの実施例の概略側面図である。
【図３】医療用撮像システムの撮像部分の概略図である。
【図４】サンプリング方法を示すフローチャートである。
【図５】医療用撮像システムのアンテナシェルの斜視断面図である。
【図６】医療用撮像システムに使用される代替アンテナシェルの斜視図である。
【図７】図６のアンテナシェルを備えるアセンブリの分解図である。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態による医療用撮像システム２を示す。医療用撮像システムは、一般に、プロセッサ４と、プロセッサ４と通信するマイクロ波アンテナアレイ６と、プロセッサ４と通信する焼灼システム８とを含む。
【００３２】
図２に示すように、マイクロ波アンテナアレイ６は、患者が腹臥位で横たわるテーブル１０の一部を形成し得る。焼灼システム８は、テーブル１０に接続されるか、あるいはそうでなければ、テーブル１０に対する固定位置または既知の位置に配置される。焼灼システム８は、焼灼針１４（１つ以上の個々の針を含み得る）を支持する関節アーム１２を備える。関節アーム１２によって、焼灼針１４をアンテナアレイ６に対して操作することが可能になる。
【００３３】
焼灼システム８は、針電極を使用する高周波焼灼（ＲＦＡ）システム、または針アンテナを使用するマイクロ波焼灼（ＭＷＡ）システムであり得る。図３に示すように、アンテナアレイ６は、シェル基板１８の表面全体にわたって、またはシェル基板１８の内部に配置される複数のＮ個のアンテナ１６を備える。シェル１８は、図示のように湾曲したプロファイルを有する。特に、シェル１８は、部分または半球状であり、乳房の形状に近似するように構成される。アンテナ１６は、その全てが共通の焦点を指すように、シェル１８全体にわたって配置される。
【００３４】
アンテナ１６は、それぞれがスイッチングマトリクス２０に電気的に接続される。スイッチングマトリクス２０は、送信経路と受信経路との両方に接続される。送信経路は、増幅器２４に結合された信号発生器２２を備える。受信経路は、検出器２８およびプロセッサ４に結合された増幅器２６を備える。
【００３５】
スイッチングマトリクス２０は、アンテナ１６のそれぞれを送信経路または受信経路のいずれかに選択的に結合する。
【００３６】
アンテナアレイ６は、マルチスタティック方式で動作する。具体的には、スイッチングマトリクス２０は、アンテナ１６のうちの１つを送信経路に接続し、残りのアンテナ１６を受信経路に接続するように制御される。信号発生器２２は、ステップ周波数連続波（ＣＷ）信号を発生し、この信号は増幅器２４によって増幅された後、送信経路に接続されたアンテナ１６によって送信される。ステップ周波数連続波信号は、連続波エネルギーの逐次パルス系列であり、各パルスは、典型的には３〜８ＧＨｚの範囲内の周波数範囲にわたってステップアップされた周波数を有する。他のアンテナ１６は、送信された信号を受信し、受信された信号は、プロセッサ４によって検出され、次いで記録される。
【００３７】
図４は、データ取得方法のフローチャートを示す。図示のように、スイッチングマトリクス２０は、Ｎ個のアンテナのうちの１つのアンテナｍを送信経路に接続する。他の全てのアンテナ１６（ｎ＝１．．．Ｎ、ｎ≠ｍ）は、受信経路に接続され、送信された信号を（場合によっては、時分割配置で）検出する。ｍ≠Ｎの場合、スイッチングマトリクス２０は、送信経路に接続される次のアンテナ１６（ｍ＝ｍ＋１）に進む。これは、全てのアンテナ１６が送信経路に接続されるまで繰り返される。取得プロセスは、アンテナアレイ6を並進移動させて（すなわち、その回転軸を中心に回転させて）繰り返され得る。これによって、検出された信号から固定誤差をキャンセルできることがあり得る。
【００３８】
再び図３を参照すると、シェル１８はカップ３０を収容する。カップ３０は、シェル１８に対して相補的な形状を有し、シェル１８内にぴったりと嵌合する。
【００３９】
カップ３０の外側およびシェル１８の内側は、カップ３０とシェル１８との間のねじ係合を可能にするためにねじ部を有し得る。カップ３０とシェル１８との間のねじ係合は、前述したように、乳房３６に対してアンテナアレイ６を並進させるために使用され得る。
【００４０】
信号損失を最小限に抑え、したがって、マイクロ波信号の送信を改善するために、結合流体（誘電率制御流体）の層をシェル１８とカップ３０の間の隙間３１に挿入して、アンテナ１６とカップ３０との間の結合を改善し得る。
【００４１】
図５に示すように、シェル１８は、シェル１８の表面全体にわたって分布された複数のアパーチャ３２を備える。各アパーチャ３２は、シェル１８の厚さを貫通して延び、アパーチャ３２がシェル１８の外面よりも内面で広くなるように先細になっている。したがって、アパーチャ３２は円錐台形である。各アパーチャ３２には、密封ノズルまたはガスケット３４が設けられている。ガスケット３４は、結合流体がアパーチャ３２を通って漏れるのを防止するために設けられている。カップ３０は、また、シェル１８の外部からカップ３０の内部へのアクセスを提供するために、一組の対応するアパーチャを備える。
【００４２】
使用時には、患者は、患者の乳房３６がカップ３０内に着座するように、腹臥位でテーブル１０上に横たわる。カップ３０と乳房３６との間の隙間３５には、アンテナ１６と乳房３６との間の結合を改善するために、結合流体の層も設け得る。
【００４３】
図示されていないが、カップ３０の内面と乳房３６との間をより良く適合できるようにするために、１つ以上のインサートがカップ３０の内側に配置され得る。例えば、それぞれが異なる形状およびサイズを有する複数のこのようなインサートを設けて、システムを異なる形状およびサイズの乳房により良く適合させ得る。インサートは、カップと同じ材料（例えば、セラミック）から作成され得る。
【００４４】
送信経路に接続されたアンテナ１６は、マイクロ波信号で乳房３６を照射する。信号は、乳房組織によって散乱され、散乱された信号は、非送信アンテナ１６のそれぞれで受信され、そこで検出され、記録される。このプロセスは、図４に示すデータ取得方法を参照して前述したように、各アンテナ１６について繰り返される。
【００４５】
プロセッサ４は、（実数部および虚数部を有する）複素数として記録された散乱信号の位相および振幅と比較して、送信信号の測定された位相および振幅との間の相対差を記録し得る。
【００４６】
各アンテナ１６で検出される信号は、一般的に、３つの成分からなり、その３つは、送受信アンテナ１６の間の相互結合から生じる成分と、乳房の皮膚３６を反射する放射線から生じる成分と、乳房内の構造（例えば、腫瘍）を反射する放射線から生じる成分である。腫瘍は、その含水量が有意であるために、脂肪組織よりもはるかに高い誘電特性を示すので、識別可能な反射を生成することができる。相互反射成分および皮膚反射成分は、乳房内の腫瘍の存在から生じる反射の検出能力を改善するために、データセットから除去され得るか、または少なくとも軽減され得る。
【００４７】
取得されたデータセットは、乳房３６の内部構造の画像を構成するためにプロセッサ４によって使用され得る。データ再構成は、フェーズドアレイ（周波数領域）、遅延和（ＤＡＳ−時間領域）技術、または任意の他の適切な技術を使用して実行され得る。これから、プロセッサ４は、可能性のある腫瘍または他の病理が存在し得る関心領域（存在する場合）を（おそらく、追加のユーザ入力または確認を用いて）識別することができる。腫瘍または他の病理の存在は、関心領域から生検を採取することによって確認され得る。
【００４８】
プロセッサ４（および任意の後続の生検または他の分析）がターゲットを識別すると、焼灼システム８は、ターゲットを治療するために使用され得る。特に、プロセッサ４は、ターゲットにアクセスするための所望の位置および向きに焼灼針１４を配置するように、関節アーム１２を案内し得る。関節アーム１２は、プロセッサ４によって提供される座標に基づいて、焼灼針１４を必要な位置および向きに操作することができるように、ロボットアームのこともあり得る。代替として、関節アーム１２は、ユーザによって作動され得るが、適切なセンサを介して、ユーザまたはプロセッサ４に、その現在の位置のフィードバックを提供し、その結果、関節アーム１２は、適切な位置および向きに導かれ得る。更なる代替として、関節アーム１２は不要とされ得、焼灼針１４自体が、センサを介して、プロセッサ４またはユーザに、その現在の位置および向きに関するフィードバックを提供する。
【００４９】
前述のように、シェル１８は、焼灼針１４のために乳房３６へのアクセスを提供する複数のアパーチャ３２を備える。
【００５０】
プロセッサ４は、焼灼処置を実行するために最も適切なアパーチャ３２を決定し得る。特に、プロセッサ４は、ターゲットに最も近いアパーチャ３２を決定し得る。前述したように、アパーチャ３２は、円錐台形であり、焼灼針１４を、ある角度範囲でアパーチャ３２を通して導入することができる。
【００５１】
焼灼針１４がターゲットにアクセスするための適切な位置および向きに案内されると、焼灼針１４を乳房３６に挿入して、ターゲットに向けることができる。アンテナアレイ６は、マイクロ波信号で乳房３６を再び照射し、焼灼針１４からの散乱信号を検出することによって、針がターゲットと一致することを確認するために使用することができる。具体的には、プロセッサ４は、画像を更新することによって、作動前に焼灼針１４が適切に位置決めされていることを確認し得る。乳房３６の画像（または関連部分のみ）は、焼灼針１４がターゲットに向かって乳房３６内を、およびターゲット内を通過するときに更新され得る。
【００５２】
焼灼針１４の案内中、プロセッサ４は、速度および空間内にある既知の物体のマッピングを最適化するために、実行される信号処理を調整し得る。焼灼針１４の案内中にプロセッサによって実行されるデータ取得および分析は、関心領域を最初に識別する目的のための撮像中よりも速いこともあり得る。
【００５３】
焼灼針１４がターゲット領域に、またはターゲット領域内に配置された状態で、焼灼システム８は、癌性細胞を変性または死滅させるようにターゲットを加熱するために、公知の慣行およびシステムに従って（適切な信号発生器および他の電子機器を介して）焼灼処置を実行するように起動される。焼灼処置のパラメータは、加熱がターゲットに局所化されることを確実にするように制御される。追加のターゲットが存在する場合、焼灼針１４は、再び、直接に、または焼灼針１４を乳房から引き抜いた後に、次のターゲットに案内され得る。
【００５４】
プロセッサ４およびマイクロ波アンテナアレイ６は、焼灼処置が実行されているときにそれを監視し、臨床医にフィードバックを提供するために使用され得る。特に、ターゲットに対する効果は、焼灼信号の周波数とは異なる周波数で乳房を撮像することによって直接測定し得る。
【００５５】
代替または追加として、焼灼システム８がＭＷＡシステムである場合、マイクロ波アンテナアレイ６は、空間的に分解される針自体からのマイクロ波放射を検出すし得る。したがって、プロセッサ４は、ターゲット内およびターゲットを越えたマイクロ波放射の伝播に関するフィードバックを提供することができる。したがって、パラメータは、ターゲット全体（およびそれ以上）が焼灼されることを確実にするように制御することができる。また、マイクロ波放射は、針アンテナと周囲の組織との間のインピーダンス整合に関する情報を与えるので、アンテナから周囲の組織へのエネルギーの結合を最適化するために、針アンテナインピーダンスをより良好に調整することが可能になる。
【００５６】
焼灼処置が完了した後（例えば、直後、または数日もしくは数週間の期間の後）に、ターゲットを引き続き撮像できるので、処置の有効性を理解することができる。そのような監視は、さらなる焼灼処置などのさらなる治療を計画するために使用され得る。
【００５７】
プロセッサ４およびマイクロ波アンテナアレイ６によって提供されるデータは、撮像されている組織の局所的な導電性および／または誘電率の尺度を提供する。導電率および誘電率は、温度によって変化することが分かっている。したがって、焼灼処置中のターゲットの導電率および／または誘電率の監視は、ターゲット（または周囲の組織）の温度に関する情報を提供する。ターゲットの温度プロファイル、または全領域についての単一の平均温度は、このデータから取得され得る。パラメータ（処置の持続時間を含む）は、この温度情報に基づいて正確に制御されて、ターゲット内の組織が、必要とされる焼灼温度に到達することを確実にできるが、周囲組織への伝播を回避するために、これを有意に超えない。
【００５８】
焼灼針は、典型的に、強いマイクロ波散乱信号を一般的に提供する鋼で作られるので、信頼性高く配置することができる。しかしながら、焼灼針１４は組織を通過する際に曲がること、および／または散乱信号が周囲の組織によって修正されることもあり得る。これらのより複雑な場合のいずれかを可能にするために、焼灼針１４は、より容易に識別可能であるように修正され得る。特に、焼灼針１４は、針先端の位置および全体的な向きをより正確に決定するために、マイクロ波レーダによってより容易に区別されるマーカを備える得る。
【００５９】
マイクロ波マーカは、典型的には、以下の特徴、
・周囲組織にわたる全体的なマイクロ波散乱振幅の増大
・周波数の強い関数であるマイクロ波散乱（連続波レーダは、周波数の関数として散乱を測定するのに適している）
・散乱異方性（半球状アンテナアレイ６は、広い立体角にわたる散乱を特徴付けることができる）
のうちの１つ以上を有する。
【００６０】
マーカは、案内するために迅速に特性評価を行うことができる特有のレーダシグネチャを有するべきである。例えば、マーカは、
・無線周波数識別タグ
・マイクロ波メタマテリアル
・フェライトなどのＵＷＢ帯域内で強磁性またはフェリ磁性の共鳴材料
を含み得る。
【００６１】
焼灼針１４は、さらなる焼灼治療または外科手術などの後続の処置において部位をより容易に識別できるようにするために、そのようなマーカをターゲットの部位に堆積でき得る。
【００６２】
代替として、焼灼針１４自体が、アンテナ１６の生成した信号を散乱させるのではなく、マイクロ波信号を放出し得る。例えば、焼灼針１４は、針の先端に信号を供給する一体化された同軸給電線を有し得る。焼灼システム８がＭＷＡシステムである場合、焼灼針１４は、マイクロ波焼灼の周波数と同じ周波数で、または別の周波数でマイクロ波信号を放出し得る。この場合、針アンテナ１４は、針の先端に信号を供給する一体化された同軸給電線を有し得るか、またはＭＷＡ自体で使用されるのと同じ同軸給電線を使用し得る。
【００６３】
代替として、焼灼針１４は、一体化されたマイクロ波源を備え得る。
【００６４】
したがって、アンテナアレイ６のアンテナ１６は、全て（またはアンテナ１６のサブセット）が、焼灼針１４の放出する信号を受信するように作用する。焼灼針１４を信号源として使用することにより、各アンテナ１６を送信経路に順次接続する必要がなくなり、したがって、スキャン時間を大幅に短縮することができ、潜在的に、リアルタイム動作が可能になる。
【００６５】
焼灼針１４は、ターゲットに自動的に案内されるものとして説明されてきたが、代わりに、手動で案内され得て、その際に、その位置が身体部分の内側で追跡され、ターゲットの位置とともに身体部分のモデル上に表示され、その結果、ターゲットに向かって案内され得る。焼灼針の端部から延びるベクトルを画像上に投影して、針の軌跡を示し得ることで、臨床医が針をターゲットに向かって案内するのを助けることができる。画像は、針がターゲットに向かって移動するにつれて繰り返し更新され得る。
【００６６】
シェル１８は、乳房へのアクセスを提供するための複数の円錐台形のアパーチャ３２を有するものとして説明されてきたが、他の構成も使用され得る。特に、シェル１８は、複数の円周方向スロットを有し得る。スロットの角度間隔は、アンテナアレイ６の利用可能な角度回転に対応する。各スロットは、回転中に、あるボリュームの組織にアクセスでき、このボリュームの組織は、針の配置にいくつかの選択肢を提供するために、通常、隣接するスロットとある程度重なり合う。
【００６７】
特に、図６は、アンテナアレイ６が１８０°にわたって回転可能である場合に使用され得るシェル１１８の代替実施形態を示す。シェル１１８は、シェル１１８の各側から回転軸を通過する単一のスロット１３２（または回転軸に不連続性を有する直径方向に対向する２つのスロット）を備える。シェル１１８は、１８０°にわたって回転可能であり、スロット１３２は、焼灼針１４が乳房３６全体にアクセス可能にできるようになっている。
【００６８】
図７に示すように、シェル１１８は、カップ１３０と、必要に応じてインサート１３８とともに使用される。カップ１３０は、シェル１１８と相補的な形状を有し、シェル１１８内にぴったりと嵌合すると、インサート１３８は、カップ１３０内にぴったりと嵌合するように、カップ１３０と相補的な形状を有する。
【００６９】
カップ１３０には、シェル１１８のスロット１３２に対応するスロット１４０が設けられている。同様に、インサート１３８には、シェル１１８のスロット１３２に対応するスロット１４２が設けられている。カップ１３０、および使用される場合には、インサート１３８は、シェル１１８、カップ１３０、およびインサート１３８のスロット１３２、１４０、１４２が全て互いに整列するように、シェル１１８内に配置される。したがって、スロット１３２、１４０、１４２は、シェル１１８の外部から乳房３６へのアクセスを提供する。カップ１３０およびインサート１３８は、シェル１１８に接続されて、相対的な回転を防止し、したがって、スロット１３２、１４０、１４２を整列して維持する。特に、カップおよびインサートには、シェル１１８に対する回転を防止する位置決めタブを備え得る。
【００７０】
先の実施形態に関して説明したように、シェル１１８とカップ１３０との間の隙間に、またカップ１３０とインサート１３８との間の隙間に、結合流体の層を挿入し得る。スロット１３２、１４０、１４２には、結合流体の漏れを防ぐためにガスケットが取り付けられ得る。
【００７１】
シェル１１８を乳房３６に対して回転させるために、使い捨てトレイ１４４が使用される。トレイ１４４は、ＰＥＥＫ、ＨＩＰＳ、ＰＥＴなどの生体適合性ポリマーから作製される。トレイは、下にあるカップ１３０またはインサート１３８に適合するように湾曲した中央部分１４６を含む。特に、中央部分１４６は、部分であっても半球状であってもよい。使い捨てトレイは、各利用可能なインサート（およびカップ）の内部寸法にそれぞれ対応する異なるサイズで提供され得、その結果、下にある表面への低コンプライアンス適合が達成される。平坦なリム１４８が中央部分１４６から延びている。中央部分１４６上の材料の厚さは、平坦なリム１４８の厚さよりも薄いこともあり得る。したがって、平坦なリム１４８は、使い捨てトレイ１４４に構造的剛性を提供し得、一方、薄い中央部分１４６は、カップ／インサートと患者との間の整合界面の誘電特性を確実に乱さないようにする。
【００７２】
使い捨てトレイ１４４は乳房３６に対して静止状態に保持され、シェル１１８、カップ１３０およびインサート１３８は回転して、マーカを挿入する乳房３６上の所望の位置に、スロット１３２、１４０、１４２を適切に整列させる。使い捨てトレイ１４４には、アンテナアレイ６の静止ハウジング（図示せず）上の相補的な機構と係合する位置決めタブ１５０などが設けられ得る。したがって、使い捨てトレイ１４４が、所定の位置に固定され、シェル１１８および中間構成要素とともに回転するのを防止する。使い捨てトレイ１４４は、シェル１１８の回転にほとんど抵抗を与えず、したがって、患者は、シェル１１８が所定の位置に移動したことを感じない。
【００７３】
使い捨てトレイ１４４は、整列されたスロット１３２、１４０、１４２の上に位置し、したがって、焼灼針１４を遮ることが理解されるであろう。しかしながら、使い捨てトレイ１４４の材料は、針によって穿刺することができる材料よりも適切に薄い。焼灼針１４は、トレイ１４４の表面から離れて収縮する乳房組織を最小限に抑えるために、十分な高速および力でトレイ１４４および乳房組織を穿刺する。したがって、これによって、確実に、焼灼針１４がターゲットに正確に案内される。さらに、使い捨てトレイ１４４の材料は、少なくとも中央部分１４６にわたって、低剪断特性を有することもあり、焼灼針１４によって穿刺されたときに、ポリマーの破砕特性を制御することができる。
【００７４】
アレイ内のスロットから流出する任意の結合流体が、確実に、システムの主電気機械構成要素から離れて流れるようにするために、排水機構を含み得る。
【００７５】
本明細書に記載されるシステムは、疑わしい病変を示す臨床乳房マイクロ波画像を提供することも、焼灼処置を実行するために、焼灼針を病変に位置決めし、案内することも、その両方が可能である。
【００７６】
焼灼針の案内は、ターゲットを識別する同じシステムによって実行されるので、患者は、潜在的に、処置の全期間、乳房が全体にわたって位置合わせを保持して、所定の位置に留まり得る。
【００７７】
このシステムは、以前から知られているシステムおよび技法よりも有意な利点を提供する。特に、システムは、取得された画像に対して焼灼針の正確な位置決めを提供し、その結果、臨床医は、針の提案された軌道がターゲットと交差することについて高い確信を有する。これによって、針の挿入／引き抜きの回数を減らし、複数の針跡に沿って悪性細胞を播種するリスクが少なくなる。
【００７８】
前述のように、ターゲットは、関心領域の生検を実施することによって識別し得る。生検の案内は、焼灼処置に使用されるのと同様の方法で達成され得る。実際、焼灼針は、この処置中に生検針によって、またはシステムの一部として提供される別個の生検プローブによって置き換えられ得る。
【００７９】
システムを乳房の画像を参照して説明してきたが、身体の他の領域に適合され得ることは理解されるであろう。
【００８０】
当然のことながら、プロセッサ４は、関心領域を識別するために、乳房の内部構造の画像を表示すること、または実際に生成することの必要はない。関心領域は、代わりに、生データに基づいて決定され得る。
【００８１】
他の構成では、アンテナアレイのカップは、アンテナが配置されるシェルを省くこと、またはシェルと一体化されることもあり得る。
【００８２】
システムは、複数の送受信経路を使用して、データを複数のアンテナから同時に記録できるようにすることも、さらに、アンテナの数に対応するいくつかの送受信経路を備え得、データを全てのアンテナから同時に記録できるようにすることもできる。別のトポロジーでは、スイッチングマトリクスを取り除き、各アンテナを送信／受信装置に接続することもできる。
【００８３】
代替として、周波数多重化動作で、一度に２つ以上のアンテナを動作させ得る。多重化動作は、針の高速追跡が必要とされる場合に、著しい利点を有し得る。
【００８４】
本明細書における労力および本文の繰り返しの不必要な重複を避けるために、特定の特徴は、本発明の１つまたはいくつかの態様または実施形態のみに関連して記載される。しかしながら、技術的に可能である場合、本発明の任意の態様または実施形態に関連して説明される特徴は、本発明の任意の他の態様または実施形態とともに使用され得ることを理解されたい。
【００８５】
本発明は、本明細書に記載された実施形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく修正または適合され得る。
【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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【国際調査報告】
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