JP2012161603A - 電極を用いた焼灼処置の監視システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼灼プローブを利用した電磁放射線の伝達手順および電極を用いた焼灼処置の監視方法。
【解決手段】マイクロ波焼灼システム１０は、電力源から組織までマイクロ波エネルギーを伝達するように構成されたアンテナアセンブリ１２を含む。１つまたは複数の電極がアンテナアセンブリ上に配置されており、それらは、組織にアンテナアセンブリを挿入すると同時に組織に対して配置されるように構成されている。１つまたは複数の電極は、電力源からそこに供給される電気信号に応答してフィードバック信号を生成するように構成されている。フィードバック信号は、少なくとも１つの電極に対する組織の近接度に対応しており、フィードバック信号を所定のパラメータと比較して、アンテナアセンブリの組織への挿入深さを決定するように構成されている。電力源は、比較に基づいて、アンテナアセンブリへのマイクロ波エネルギーの伝達を制御するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本開示は、組織にエネルギーを提供する装置および方法に関し、より詳細には、焼灼プローブを利用した電磁放射線の伝達手順および電極を用いた焼灼処置の監視方法に関する。

ある疾患の治療では悪性の腫瘍を破壊する必要がある。腫瘍細胞を加熱および破壊するために電磁放射線を使用することができる。治療では、癌性腫瘍が認められた組織に焼灼プローブを挿入する場合がある。プローブを配置したら、電磁エネルギーをプローブから周囲組織内に送る。

癌などの疾患の治療では、ある種の癌細胞が、健康な細胞に通常有害である温度よりも僅かに低い高温で変性することが分かっている。温熱療法などの公知の治療方法は、隣接する健康な細胞を不可逆的な細胞破壊が生じる温度よりも低い温度に維持しながら異常細胞を４１℃超の温度まで加熱するために電磁放射線を使用する。このような方法では、電磁放射線を照射して組織を加熱、焼灼および／または凝固させる。このような方法を行うために、時としてマイクロ波エネルギーが利用される。電磁放射線を利用して組織を加熱する他の処置も組織の凝固、切断および／または焼灼を含む。

電磁放射線を利用する電気外科手術装置は、様々な使用および用途のために開発されている。短時間に高バーストエネルギーを提供して様々な組織に対する切断および凝固作用を達成するために使用することができる複数の装置が利用可能である。焼灼処置を行うために使用することができる複数の異なる種類の装置が存在する。典型的には、焼灼処置で使用されるマイクロ波装置は、エネルギー源として機能するマイクロ波発生器と、エネルギーを標的組織に導くためのアンテナアセンブリを有するマイクロ波外科手術器具とを含む。マイクロ波発生器と外科手術器具は典型的に、マイクロ波エネルギーを発生器から器具に伝送するため、および、器具と発生器との間で制御、フィードバックおよび識別信号を通信するための複数の導体を有するケーブルアセンブリによって動作可能に接続されている。

マイクロ波エネルギーは典型的に、組織を貫通することができるアンテナアセンブリから照射される。モノポールおよびダイポールアンテナアセンブリなどのいくつかの種類のアンテナアセンブリが知られている。モノポールおよびダイポールアンテナアセンブリでは、マイクロ波エネルギーは一般に、導体の軸から離れるように垂直に放射される。モノポールアンテナアセンブリは、マイクロ波エネルギーを伝送する単一の細長い導体を含む。典型的なダイポールアンテナアセンブリは、２つの細長い導体を有し、それらは直線状に並べられ、電気絶縁体を挟んで互いに対して端と端で配置されている。各導体は、マイクロ波エネルギーの波長の長さの約１／４であってもよく、こうして、２つの導体の集合体長さを、供給されるマイクロ波エネルギーの波長の約１／２にしてもよい。特定の処置の間にマイクロ波エネルギーが周囲組織内に放射される程度を評価するのは難しく、そのため、これから焼灼されるか現在焼灼されている周囲組織の面積または体積の決定が難しい場合がある。

動作中、マイクロ波アンテナアセンブリは適切に使用されると、治療的に使用されるマイクロ波場が放射される。しかし、マイクロ波アンテナアセンブリが適切に使用されていない場合、放射されたマイクロ波場によって患者およびアンテナアセンブリの使用者の両者に危害を加えてしまう場合がある。アンテナアセンブリの不適当な使用としては、例えば、アンテナアセンブリのシャフトを組織に不十分な深さで挿入することが挙げられる。この場合、適切な手術のために必要とされる最小深さまでアンテナアセンブリが挿入されていない場合に、マイクロ波場がシャフトに沿って使用者の方に向かって伝播することがあり、望ましくない。

本開示の一実施形態によれば、マイクロ波焼灼システムは、電力源から組織までマイクロ波エネルギーを伝達するように構成されたアンテナアセンブリを含む。１つまたは複数の電極がアンテナアセンブリ上に配置されており、それらは、アンテナアセンブリを組織に挿入すると同時に組織に対して配置されるように構成されている。１つまたは複数の電極は、電力源からそこに供給された電気信号に応答してフィードバック信号を生成するように構成されている。フィードバック信号は、少なくとも１つの電極に対する組織の近接度に対応しており、所定のパラメータと比較して、アンテナアセンブリの組織への挿入深さを決定するように構成されている。電力源は、比較に基づいてアンテナアセンブリへのマイクロ波エネルギーの伝達を制御するように構成されている。

本開示の別の実施形態によれば、組織焼灼処置の実施方法は、アンテナアセンブリを組織に挿入し、電力源からアンテナアセンブリ上に配置されている少なくとも１つの電極への電気信号を生成する工程を含む。本方法は、電気信号に応答してフィードバック信号を生成する工程も含む。フィードバック信号は、少なくとも１つの電極に対する組織の近接度に依存している。本方法は、フィードバック信号を所定のパラメータと比較し、その比較に基づいて組織に対するアンテナアセンブリの挿入深さを決定する工程も含む。本方法は、組織への照射のために、比較に基づいて電力源からアンテナアセンブリへのエネルギーの伝達を制御する工程も含む。

本開示の別の実施形態によれば、マイクロ波アンテナアセンブリは、マイクロ波エネルギーを組織に伝達するように構成されたアンテナを含む。本アンテナは、内側導体と、外側導体と、その間に配置された内側絶縁体とを含む。１つまたは複数の電極がアンテナ上に配置されており、それらは、アンテナを組織に挿入すると同時に組織に対して配置されるように構成されている。１つまたは複数の電極は、電気信号を受信し、かつ受信信号に応答してフィードバック信号を生成するように構成されている。フィードバック信号は、少なくとも１つの電極に対する組織の近接度に対応しており、フィードバック信号を１つまたは複数の所定のパラメータと比較してアンテナの組織への挿入深さを決定するように構成されている。アンテナから組織へのマイクロ波エネルギーの伝達は、比較に基づいている。

本開示の一実施形態に係るマイクロ波アンテナアセンブリの略図である。 図１のマイクロ波アンテナアセンブリの遠位端の斜視図である。 図１のマイクロ波アンテナアセンブリの遠位端の側面図である。 本開示の別の実施形態に係るマイクロ波アンテナアセンブリのシステムブロック図である。 本開示の別の実施形態に係る図３のマイクロ波アンテナアセンブリの遠位端を示す。 図４Ａのマイクロ波アンテナアセンブリから分離された一対の電極を示す。 本開示の別の実施形態に係る図３のマイクロ波アンテナアセンブリの遠位端を示す。 図５Ａのマイクロ波アンテナアセンブリから分離された一対の電極を示す。 本開示の別の実施形態に係る図３のマイクロ波アンテナアセンブリの遠位端を示す。 図６Ａのマイクロ波アンテナアセンブリから分離された一対の電極を示す。 本開示の別の実施形態に係る図３のマイクロ波アンテナアセンブリの遠位端を示す。 図７Ａのマイクロ波アンテナアセンブリから分離された電極を示す。 本開示の別の実施形態に係る図３のマイクロ波アンテナアセンブリの遠位端を示す。 図８Ａのマイクロ波アンテナアセンブリから分離された一対の電極を示す。 本開示の別の実施形態に係る図３のマイクロ波アンテナアセンブリの遠位端を示す。

図面を参照しながら、本開示の装置の実施形態について以下に詳細に説明する。図面では、いくつかの図のそれぞれにおいて、同様の符号によって同様または同一の要素を識別する。以下の説明では、「近位の」という用語は、使用者に近い構造部分を指し、「遠位の」という用語は、使用者から遠い構造部分を指す。

一般に、本開示は、エネルギーをアンテナアセンブリから組織に伝達するように構成された、エネルギー源または発生器を有するマイクロ波アンテナアセンブリに関する。より詳細には、本開示は、マイクロ波アンテナアセンブリの組織への挿入深さを監視し、監視された挿入深さに基づいてエネルギー源からのエネルギーの伝達を制御することに関する。

いくつかの実施形態では、２つ以上の双極電極が、アンテナアセンブリおよび関連するエネルギー源に動作可能に接続されている。エネルギー源は、双極方式で各双極電極に電気エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）を供給して、組織が双極電極またはその間に存在するか否かに応じて変化する測定可能な応答（例えば、インピーダンス、キャパシタンス、インダクタンスなど）を誘発する。従って、アンテナアセンブリが組織内に遠位に移動し、かつ同様に、組織が双極電極の近くに到達するようにアンテナアセンブリの長手長さに沿って近位に移動すると、双極電極において誘発される応答が、組織が双極電極の近くに存在していない場合に対して検出可能に変化するように、双極電極は、アンテナアセンブリ上の所定の位置に戦略的に配置されていてもよい。双極電極またはその間に組織が存在する場合と存在しない場合の誘発される応答の差をエネルギー源によって検出し、所定のデータ（例えば、インピーダンス値、キャパシタンス値および／またはインダクタンス値の範囲）に従って解釈して、アンテナアセンブリの挿入深さが適切か不適切かを決定する。以下に詳細に説明するように、エネルギー源の出力（例えば、マイクロ波エネルギー）を、この決定に従って制御する。

いくつかの実施形態では、１つまたは複数の単極電極が、アンテナアセンブリおよび関連するエネルギー源に動作可能に接続されていてもよい。エネルギー源は、組織が１つまたは複数の単極電極またはその間に存在するか否かに応じて変化する測定可能な応答（例えば、インピーダンス、キャパシタンス、インダクタンスなど）を誘発するために、単極方式で１つまたは複数の単極電極に電気エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）を供給する。

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の組織焼灼システムの実施形態について説明する。図の説明全体にわたって、同様の符号は、同様もしくは同一の要素を指すものとする。本明細書で使用される「マイクロ波」という用語は一般に、３００メガヘルツ（ＭＨｚ）（３×１０^８サイクル／秒）〜３００ギガヘルツ（ＧＨｚ）（３×１０^１１サイクル／秒）の周波数範囲の電磁波を指す。本明細書で使用される「伝送線路」という語句は一般に、ある点から別の点までの信号の伝播のために使用することができる任意の伝送媒体を指す。

本開示の様々な実施形態は、組織を治療するための電気外科手術システムおよび組織への電磁放射線の伝達制御方法を提供する。実施形態は、マイクロ波周波数または他の周波数の電磁放射線を用いて実施してもよい。本開示の様々な実施形態に係る組織を治療するための電気外科手術システムは、複数の電気外科手術装置にマイクロ波電力を伝達する。本開示の実施形態を実施するための焼灼プローブなどの電気外科手術装置は、組織に直接挿入してもよく、外科手術中に臨床医によって体内に配置された内腔（例えば、静脈、針またはカテーテル）を介して挿入してもよく、あるいは他の好適な方法によって体内に配置してもよい。

図１は、柔軟な同軸ケーブル１６を介してマイクロ波発生器１４に接続されたマイクロ波アンテナアセンブリ１２を含むマイクロ波焼灼システム１０を示す。発生器１４は、約３００ＭＨｚ〜約１０，０００ＭＨｚの動作周波数でマイクロ波エネルギーを提供するように構成されているが、他の好適な周波数も意図されている。

図示の実施形態では、アンテナアセンブリ１２は、給電路２０（またはシャフト）によってケーブル１６に接続された放射部１８を含む。より具体的には、アンテナアセンブリ１２は、外装３８に流体連通するように接続された流体流出口３０および流体流入口３２を有する接続ハブ２２を介してケーブル１６に接続されている。外装３８は、放射部１８および給電路２０を取り囲んでチャンバ８９（図２）を形成しており、冷却流体３７を流体流入口３２から流体流出口３０までアンテナアセンブリ１２の周りに循環させることができる。また、流体流出口３０および流体流入口３２はそれぞれ、供給ライン８８および８６を介して供給ポンプ３４に接続されている。さらに、供給ポンプ３４は、供給タンク３６に流体的に接続されている。供給ポンプ３４は、蠕動ポンプまたは任意の他の好適な種類であってもよい。供給タンク３６は、冷却流体３７を貯蔵し、いくつかの実施形態では、流体を所定の温度に維持するものであってもよい。より具体的には、供給タンク３６は、アンテナアセンブリ１２から戻ってきた液体を冷却する冷却装置を含んでいてもよい。別の実施形態では、冷却流体３７は、気体および／または流体と気体の混合物であってもよい。

図２Ａおよび図２Ｂは、ダイポールアンテナ４０を有するアンテナアセンブリ１２の放射部１８を示す。ダイポールアンテナ４０は、アンテナアセンブリ１２を発生器１４に電気的に接続する給電路２０に接続されている。図２Ｂに示すように、給電路２０は、絶縁体５２によって取り囲まれ、次に、それが外側導体５６（例えば、円筒状の導電性外装）によって取り囲まれた内側導体５０（例えば、ワイヤ）を含む。内側および外側導体は、銅、金、ステンレス鋼または同様の導電率特性を有する他の導電性金属で構成されていてもよい。これらの金属は、他の材料、例えば他の導電材料でメッキされていてもよい。一実施形態では、給電路２０は、同軸の半剛性もしくは柔軟性ケーブルから形成されていてもよい。

ダイポールアンテナ４０は、給電点４６で相互接続した近位部４２および遠位部４４を含む。遠位部４４および近位部４２は、平衡していても（例えば、長さが等しくても）、平衡していなくても（例えば、長さが等しくなくても）よい。ダイポール給電ギャップ「Ｇ」は、給電点４６において近位部４２と遠位部４４との間に配置されている。ギャップ「Ｇ」は、約１ｍｍ〜約３ｍｍであってもよい。一実施形態では、ギャップ「Ｇ」を、給電点４６において後に誘電体で充填してもよい。誘電体は、デラウェア州ウィルミントンのDuPont社から販売されているテフロン（登録商標）などのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であってもよい。別の実施形態では、ギャップ「Ｇ」は、誘電性シールコーティングでコーティングされていてもよい。

遠位部４４は導電性部材４５を含み、導電性部材４５は、金属（例えば、銅、ステンレス鋼、スズおよびそれらの様々な合金）などの任意の種類の導電性材料で形成されていてもよい。遠位部４４は、ソリッド構造を有していてもよく、ソリッドワイヤ（例えば、１０ＡＷＧ）で形成されていてもよい。

図２Ａを参照すると、アンテナアセンブリ１２は、給電路２０の周りに配置されたチョーク６０も含む。チョーク６０は、半田付けまたは他の好適な方法によってチョーク６０の近位端（図示せず）において給電路２０に短絡された１／４波長の短絡チョークであってもよい。

図２Ａを引き続き参照すると、アンテナアセンブリ１２は、一実施形態では、放射部１８の遠位端において、最小の抵抗で組織への挿入を可能にする尖端２６で終端するテーパ端２４を有する先端部４８も含む。放射部１８が既存の開口部に挿入される場合、先端部４８は円形または平坦状であってもよい。先端部４８は、組織を貫通させるのに適した様々な耐熱性材料、例えば、金属（例えば、ステンレス鋼）、様々な熱可塑性材料（例えば、ポリエーテルイミドおよびポリアミド熱可塑性樹脂）ならびにセラミック（例えば、部分的に安定化されたジルコニア）で形成されていてもよい。

図３を参照すると、本開示の一実施形態に係るマイクロ波焼灼システム（全体的に２００で示されている）が示されている。システム２００は、ハンドル２０５と、組織を焼灼するために使用されるアンテナ２０３とを有する焼灼装置２０２を含む。図１の発生器１４に実質的に類似したマイクロ波発生器２０６は、同軸ケーブル２０４を介して焼灼装置２０２にエネルギー（例えば、マイクロ波エネルギー）を供給する。

図３に示すように、一対の電極２１２ａおよび２１２ｂは、アンテナ２０３上に配置されており、伝送線路２１４ａおよび２１４ｂのそれぞれを介して制御装置２１６に動作可能に接続されている。制御装置２１６は、図３に示すように、マイクロ波発生器２０６に動作可能に接続されていてもよく、あるいはマイクロ波発生器２０６の中に組み込まれていてもよい（図示せず）。図３にはそのようなものとして示されていないが、伝送線路２１４ａおよび２１４ｂは、アンテナ２０３の外面に沿って（例えば、導電性配線を通って）、さらにハンドル２０５および、発生器２０６および／または制御装置２１６への接続のためのケーブル２０４を通って、電極２１２ａおよび２１２ｂから近位に延在していてもよい。発生器２０６が双極構成の電極２１２ａおよび２１２ｂに電気外科手術用エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー、マイクロ波エネルギーなど）を供給するように、電極２１２ａおよび２１２ｂは発生器２０６に電気的に接続されている。より具体的には、発生器２０６は、電極の一方（例えば、２１２ａ）に対して第１の電位（例えば、「−」）で、他方の電極（例えば、２１２ｂ）に対して第２の電位（例えば、「＋」）でエネルギーを生成する。この場合、電極２１２ａ、２１２ｂに対する組織の近接度または非存在によって引き起こされる測定可能な応答（例えば、インピーダンス、キャパシタンス、インダクタンスなど）が電極２１２ａ、２１２ｂから誘発され得るように、電極２１２ａ、２１２ｂは、それらを通して好適な量の電気外科手術用エネルギーを伝導するように構成されている。以下にさら詳細に述べるように、この測定可能な応答は、電極２１２ａ、２１２ｂに対する組織の近接度に応じて変化する。すなわち、電極２１２ａ、２１２ｂまたはその間における組織の存在に対応する測定可能な応答は、電極２１２ａ、２１２ｂまたはその間における組織の非存在に対応する測定可能な応答とは検出可能に異なる。組織に対するアンテナ２０３の挿入深さが望ましいまたは適当であるか否かを決定するのは、制御装置２１６および／または発生器２０６によって監視される測定可能な応答におけるこの変化である。次に、この決定を利用して、発生器２０６からアンテナ２０３までのエネルギーの伝達を制御する。

アンテナ２０３が十分な深さまで組織に挿入されていない場合、過失による周囲組織への損傷が生じることがある。アンテナ２０３の挿入深さを監視し、それに応じて発生器２０６の出力を制御することによって、すなわち、アンテナ２０３が適当な深さで組織に挿入されているという検出がなされている場合にのみエネルギーを組織に照射することによって、焼灼システム２００、使用者および／または患者への損傷を防止してもよい。この目的を念頭に置いて、制御装置２１６は、発生器２０６から伝送線路２１４ａ、２１４ｂを介して電極２１２ａ、２１２ｂのそれぞれに伝送された電気信号（例えば、ＲＦエネルギー）に応答して電極２１２ａおよび２１２ｂのうちの１つまたは両方から受信した入力信号に基づいて発生器２０６の出力を制御するように構成されている。制御装置２１６は、電極２１２ａおよび２１２ｂからの入力信号を受信および処理し、処理された入力信号に基づいて発生器２０６の出力を制御するように構成されたマイクロプロセッサまたは任意の好適な論理回路であってもよい。制御装置２１６は、プログラム可能な命令、履歴データ、ルックアップテーブル、動作パラメータなどを格納するように構成された記憶装置またはメモリ（図示せず）に動作可能に接続されていてもよい。

電極２１２ａおよび２１２ｂをアンテナ２０３の長手長さに沿った所定の位置で互いに対して配置することによって、電極２１２ａおよび２１２ｂのインピーダンス測定を利用して、組織に対するアンテナ２０３の挿入深さを監視してもよい。より具体的には、電極２１２ａおよび２１２ｂ間に組織が全く存在していない（例えば、組織が電極２１２ａ、２１２ｂまたはその間に配置される程に十分な深さでアンテナ２０３が挿入されていない）場合の電極２１２ａおよび２１２ｂのインピーダンスは、電極２１２ａおよび２１２ｂまたはその間に組織が存在する（例えば、組織が電極２１２ａ、２１２ｂまたはその間に配置される程に十分な深さでアンテナ２０３が挿入されている）場合の電極２１２ａおよび２１２ｂのインピーダンスとは検出可能に異なる。このように、電極２１２ａおよび２１２ｂの検出されたインピーダンスを制御装置２１６によって処理して、組織に対するアンテナ２０３の十分な挿入深さを検出し、次に、それに応じて発生器２０６の出力を制御してもよい。例えば、装置２０２の適切な動作のために、アンテナ２０３が十分な深さで組織に挿入されるまで、制御装置２１６は、発生器２０６が焼灼装置２０２にエネルギーを供給するのを防止してもよい。

いくつかの実施形態では、１つまたは複数のセンサ（図示せず）が電極２１２ａ、２１２ｂと動作可能に通信していてもよく、電極２１２ａ、２１２ｂに関するリアルタイム情報を好適な伝送線路を介して発生器２０６および／または制御装置２１６に提供するように構成されていてもよい。より詳細には、これらのセンサは、電極２１２ａ、２１２ｂに関連する１つまたは複数の電気的パラメータ（例えば、インピーダンス、電力、電圧、電流など）、熱パラメータ（例えば、温度）などに関するリアルタイム情報を提供するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、センサは、例えば、熱電対、サーミスタ、光ファイバなどの熱センサの形態であってもよい。

限定されるものではないが、例えば、電極形状、電極間隔、アンテナ形状、アンテナ長さ、製造業者によって提案される最小挿入深さおよび／または所定の範囲の十分な挿入深さなどの任意の好適なパラメータに基づいて、電極２１２ａおよび２１２ｂの十分な挿入深さおよび／またはアンテナ２０３上の配置を予め測定および／または決定してもよい。

以下にさらに詳細に述べるように、電極２１２ａ、２１２ｂは、挿入深さを決定するために検出される誘発される応答の種類に従って、任意の数のジオメトリおよび／または横方向に離間された立体配置で構成されていてもよい。特に、組織の存在および非存在に対応する誘発される応答間の分離を向上させ、それにより、挿入深さの検出およびシステム２００の全体的な動作を最適化するために、抵抗およびキャパシタンスなどのインピーダンス測定によって、電極２１２ａ、２１２ｂ間の横方向または周囲間隔ならびにそれらのジオメトリを予め決定してもよい。

使用時に、電気信号（例えば、ＲＦエネルギー）が発生器２０６によって生成され、電極２１２ａおよび２１２ｂに伝送される。それに応答して、電極２１２ａ、２１２ｂは、インピーダンス（例えば、キャパシタンス、抵抗など）などの電極２１２ａ、２１２ｂに関する１つまたは複数のパラメータのリアルタイム測定値または表示を示す電気フィードバック信号を制御装置２１６に提供する。制御装置２１６は、電気信号を所定の範囲と比較する。電気信号が所定の範囲内にあり、例えば、アンテナ２０３が適切な深さで組織に挿入されていることを示している場合、制御装置２１６は、組織への照射のためにアンテナ２０３にエネルギーを供給するように発生器２０６を制御する。すなわち、装置２０２に対するエネルギーの供給が、開始されかつ／または組織に対するエネルギーの照射が継続され得るように焼灼処置の間にリアルタイムで行われるように、焼灼処置の実施前にアンテナ２０３の適切な挿入深さを決定してもよい。電気信号が所定の範囲外にあり、例えば、アンテナ２０３が適切な深さで組織に挿入されていないことを示している場合、制御装置２１６は、発生器２０６の出力を修正または終了するように発生器２０６を制御する。すなわち、焼灼処置の実施前に、アンテナ２０３が適切な深さで組織に挿入されていないと決定された場合、制御装置２１６は、装置２０２へのエネルギーの供給を防止するように発生器２０６を制御する。同様に、焼灼処置の間に、アンテナ２０３が適切な深さで組織に挿入されていないと決定された場合、制御装置２１６は、装置２０２へのエネルギーの供給を終了するように発生器２０６を制御する。このように、上に説明した方法によって決定されるようにアンテナ２０３が適切な深さで組織に挿入されている場合にのみ、発生器２０６は、組織への照射のためにアンテナ２０３にエネルギーを供給する。所定の範囲は、例えば、インピーダンス値の所定の範囲であってもよい。

電極２１２ａおよび２１２ｂはそれぞれ、アンテナ２０３の長手長さに沿ってどこに配置されていてもよく（例えば、放射部１８（図１）の近位）、アンテナ２０３の挿入深さを検出するためにシステム２００を最適化するように、互いから好適な距離で横方向に離間されていてもよい。

上述のように、電極２１２ａ、２１２ｂは、挿入深さを決定するために検出されるパラメータの種類に従って、任意の数のジオメトリおよび／または横方向に離間された立体配置で構成されていてもよい。図４Ａ〜図８は、実質的にアンテナ２０３の挿入深さの検出を可能にするための電極２１２ａ、２１２ｂに関して上述したように、システム２００と連携して動作する双極電極を含む焼灼装置２０２の様々な実施形態を示し、それについて以下に詳細に説明する。

図４Ａを参照すると、本開示のいくつかの実施形態に係るアンテナ２０３に動作可能に接続された一対の横方向に離間されたリング電極３１２ａ、３１２ｂが示されている。実質的に電極２１２ａおよび２１２ｂに関して上述したように、電極３１２ａおよび３１２ｂはマイクロ波焼灼システム２００と連携して動作するように構成されている。電極３１２ａおよび３１２ｂはそれぞれ、伝送線路３１４ａおよび３１４ｂを介して発生器２０６および／または制御装置２１６（図３）に電気的に接続されており、その間に配置された横方向の空間３１６を含む。図４Ｂは、電極３１２ａがほぼＣ字形状であることを示すためにアンテナ２０３から分離された一対の電極３１２ａ、３１２ｂを示す。このように、電極３１２ａがアンテナ２０３に動作可能に接続されている場合、図４Ａに示すように、伝送線路３１４ｂを電極３１２ａからの干渉なしにアンテナ２０３の外面に沿って近位に延在させることができるように、電極３１２ａはアンテナ２０３の外周を完全に取り巻いていない。使用時に、電極３１２ａおよび３１２ｂ間に配置された横方向の間隔３１６に組織が配置されると、電極３１２ａおよび３１２ｂのインピーダンスは、空間３１６に空気が存在しかつ／または組織が配置されていない場合のインピーダンスから検出可能に変化する。

図５Ａを参照すると、本開示のいくつかの実施形態に係るアンテナ２０３に動作可能に接続された一対の電極４１２ａ、４１２ｂが示されている。実質的に電極２１２ａおよび２１２ｂに関して上述したように、電極４１２ａおよび４１２ｂはマイクロ波焼灼システム２００と連動して動作するように構成されている。電極４１２ａおよび４１２ｂはそれぞれ、伝送線路４１４ａおよび４１４ｂを介して発生器２０６および／または制御装置２１６（図３）に電気的に接続されている。図５Ｂは、電極４１２ａ、４１２ｂがほぼＣ字形状または半円筒状であることを示すために、アンテナ２０３から分離された一対の電極４１２ａおよび４１２ｂを示す。このように、電極４１２ａ、４１２ｂがアンテナ２０３に動作可能に接続されている場合、空間４１６がその間に画定されるように、電極４１２ａ、４１２ｂはアンテナ２０３の外周を完全に取り巻いていない。使用時に、組織が電極４１２ａ、４１２ｂ間の空間４１６内に配置されると、電極４１２ａ、４１２ｂのインピーダンスは、空間４１６内に空気が存在しかつ／または組織が全く配置されていない場合のインピーダンスから検出可能に変化する。

図６Ａを参照すると、本開示のいくつかの実施形態に係るアンテナ２０３に動作可能に接続された一対の電極５１２ａ、５１２ｂが示されている。実質的に電極２１２ａおよび２１２ｂに関して上述したように、電極５１２ａおよび５１２ｂはマイクロ波焼灼システム２００と連携して動作するように構成されている。電極５１２ａおよび５１２ｂはそれぞれ、伝送線路４１４ａおよび４１４ｂを介して発生器２０６および／または制御装置２１６（図３）に電気的に接続されている。図６Ｂは、電極５１２ａ、５１２ｂがほぼＣ字形状であることを示すために、アンテナ２０３から分離された一対の電極５１２ａ、５１２ｂを示す。電極５１２ａおよび５１２ｂはそれぞれ、電極５１２ａ、５１２ｂ間に間隔５１６を画定する複数の横方向に離間された噛合フィンガー５１５ａおよび５１５ｂを含む。動作中、この噛合状または入れ子状の構成は、フィンガー５１５ａおよび５１５ｂ間の距離が非常に近いために電極５１２ａ、５１２ｂ間のキャパシタンスを増加させるように機能する。このように、間隔５１６内の組織の存在および非存在に対応する誘発される応答（すなわち、この場合はキャパシタンス）間の分離は向上し、それにより、挿入深さの検出およびシステム２００の全体的な動作が最適化される。

図７Ａを参照すると、本開示のいくつかの実施形態に係るアンテナ２０３に動作可能に接続された単極コイル電極６１２が示されている。電極６１２は、マイクロ波焼灼システム２００と連携して動作するように構成されている。電極６１２は、伝送線路６１４を介して発生器２０６および／または制御装置２１６（図３）に電気的に接続されている。発生器２０６は、電極６１２に対して単一の電位（例えば、「＋」または「−」のいずれか）でエネルギーを生成する。この場合、患者に取り付けられたリターン電極またはリターンパッドを利用して発生器２０６にエネルギーを戻し、それにより、組織への照射のために発生器２０６からアンテナ２０３まで流れた後、発生器２０６に戻る回路を完成させてもよい。図７Ｂは、電極６１２がアンテナ２０３の長手長さの少なくとも一部に沿ってアンテナ２０３の外周を完全に取り巻くように電極６１２がほぼ螺旋状であることを示すために、アンテナ２０３から分離された電極６１２を示す。

図７Ａに示すように、電極６１２の巻線は、アンテナ２０３の長手長さの少なくとも一部に沿って、その間に横方向の間隔６１６を画定している。図６Ａおよび図６Ｂに示す電極５１２ａ、５１２ｂと同様に、動作中、電極６１２の螺旋状の構成は、その螺旋状の巻線間の距離が非常に近いために電極６１２のキャパシタンスを増加させるように機能する。このように、間隔６１６内の組織の存在および非存在に対応する誘発される応答（すなわち、この場合はキャパシタンス）間の分離は向上し、それにより、挿入深さの検出およびシステム２００の全体的な動作が最適化される。

図８Ａを参照すると、本開示のいくつかの実施形態に係るアンテナ２０３に動作可能に接続された一対の双極コイル電極７１２ａ、７１２ｂが示されている。電極７１２ａ、７１２ｂは、マイクロ波焼灼システム２００と連携して動作するように構成されている。電極７１２ａ、７１２ｂはそれぞれ、伝送線路７１４ａ、７１４ｂを介して発生器２０６および／または制御装置２１６（図３）に電気的に接続されている。発生器２０６は、電極７１２ａに対して第１の電位（例えば、「＋」）で、電極７１２ｂに対して第２の電位（例えば、「−」）でエネルギーを生成する。図８Ｂは、電極７１２ａ、７１２ｂがほぼ螺旋状であることを示すために、アンテナ２０３から分離された一対の電極７１２ａ、７１２ｂを示す。

図８Ａに示すように、ほぼ螺旋状の電極７１２ａ、７１２ｂは、電極７１２ａ、７１２ｂの巻線が絡み合ってその間に横方向の間隔７１６を画定するように、アンテナ２０３の長手長さの少なくとも一部に沿ってアンテナ２０３の外周を完全に取り巻いている。図６Ａおよび図６Ｂに示す電極５１２ａ、５１２ｂと同様に、動作中、電極７１２ａ、７１２ｂの螺旋状の構成は、その絡み合った螺旋状の巻線間の距離が非常に近いために電極７１２ａ、７１２ｂのキャパシタンスを増加させるように機能する。このように、間隔７１６内の組織の存在および非存在に対応する誘発される応答（すなわち、この場合はキャパシタンス）間の分離は向上し、それにより、挿入深さの検出およびシステム２００の全体的な動作が最適化される。

図９を参照すると、アンテナ２０３は、いくつかの実施形態では、所望の組織部位に対するアンテナ２０３の適切な配置のために、組織への貫通を容易にするように構成された套管針２４５に動作可能に関連づけられていてもよい。套管針２４５は、その遠位端に配置された遠位先端部２５８を有する中空同軸シャフト２５０を含む。遠位先端部２５８は、遠位先端部２５８および一般に套管針２４５の組織への貫通を容易にするために、ほぼテーパ状の形状、例えば円錐形の形状を有する。図９に示すように、アンテナ２０３の遠位端が套管針２４５の遠位先端部２５８に動作可能に接続されるように、アンテナ２０３は中空同軸シャフト２５０内に収容されるように構成されている。この場合、組織へのアンテナ２０３の挿入深さの監視は、シャフト２５０の長手長さに沿って配置された一対の横方向に離間された電極７１２ａおよび７１２ｂを組み込むことによって達成してもよい。より具体的には、図９の例示されている実施形態によって示されているように、電極７１２ｂは、套管針２４５の遠位先端部２５８を形成し、アンテナ２０３の内側導体５０（図２Ｂも参照）を介して発生器２０６および／または制御装置２１６（図３）に電気的に接続されている。

電極７１２ａは環状であり、シャフト２５０の長手長さの少なくとも一部に沿って、套管針２４５のシャフト２５０の外周を取り巻いている。電極７１２ａは、その間に空間７１６を画定するように電極７１２ｂから近位に横方向に離間されている。電極７１２ａは、伝送線路７１４ａを介して発生器２０６および／または制御装置２１６（図３）に電気的に接続されている。例示の実施形態に示すように、伝送線路７１４ａは、套管針２４５の外面に沿って電極７１２ａから近位に延在している。いくつかの実施形態では、示していないが、伝送線路７１４ａは、シャフト２５０を介してアンテナ２０３の外側導体５６（図２Ｂも参照）に接続されていてもよい。この場合、外側導体５６は、電極７１２ａを発生器２０６および／または制御装置２１６（図３）に電気的に接続するように動作する。

本開示のいくつかの実施形態を図面に示してきたが、本開示は当該技術分野が許容するのと同程度に範囲が広く、本明細書は同様に解釈されることが意図されているため、本開示はそれらに限定されるものではない。従って、上記説明は限定的なものとして解釈されるべきではなく、単に特定の実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者であれば、本明細書に添付されている特許請求の範囲の範囲および趣旨を逸脱しない他の修正を思いつくであろう。

Claims (15)

1. 電力源から組織までマイクロ波エネルギーを伝達するように構成されたアンテナアセンブリと、
   前記アンテナアセンブリ上に配置され、組織にアンテナアセンブリを挿入すると同時に組織に対して配置されるように構成された少なくとも１つの電極であって、前記少なくとも１つの電極は、前記電力源からそこに供給された電気信号に応答してフィードバック信号を生成するように構成されており、前記フィードバック信号は、前記少なくとも１つの電極に対する組織の近接度に対応しており、前記フィードバック信号を少なくとも１つの所定のパラメータと比較して前記アンテナアセンブリの組織への挿入深さを決定するように構成されている電極と、
   を含み、
   前記電力源は、前記比較に基づいて、前記アンテナアセンブリへのマイクロ波エネルギーの伝達を制御するように構成されているマイクロ波焼灼システム。
2. 前記フィードバック信号は、前記少なくとも１つの電極に対する組織の近接度に依存している、請求項１に記載のマイクロ波焼灼システム。
3. 前記フィードバック信号は、前記少なくとも１つの電極の測定されたインピーダンス、測定されたキャパシタンスおよび測定されたインダクタンスのうちの１つである、請求項１に記載のマイクロ波焼灼システム。
4. 前記少なくとも１つの所定のパラメータは、少なくとも１つのインピーダンス値である、請求項１に記載のマイクロ波焼灼システム。
5. 前記少なくとも１つの所定のパラメータは、所定の範囲の値である、請求項１に記載のマイクロ波焼灼システム。
6. 前記少なくとも１つの電極は、アンテナアセンブリの遠位端の近位に配置されている、請求項１に記載のマイクロ波焼灼システム。
7. 前記少なくとも１つの電極は、その間に空間を画定するように前記アンテナアセンブリの長手長さに沿って互いから横方向に離間された一対の双極電極であり、第１の双極電極は、前記アンテナアセンブリの遠位先端部を形成し、第２の双極電極は、前記第１の双極電極の近位に配置されている、請求項１に記載のマイクロ波焼灼システム。
8. 第１の双極電極は、前記アンテナアセンブリの遠位先端部を形成し、第２の双極電極は、前記第１の双極電極の近位に配置されている、請求項７に記載のマイクロ波焼灼システム。
9. 前記双極電極の少なくとも１つは半円形状である、請求項７に記載のマイクロ波焼灼システム。
10. 前記双極電極のうちの少なくとも１つは、その少なくとも一部に沿って前記アンテナアセンブリを取り巻いている、請求項７に記載のマイクロ波焼灼システム。
11. 前記電力源は、前記少なくとも一対の双極電極の一方に第１の電位を、前記少なくとも一対の双極電極の他方に第２の電位を供給するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
12. 前記少なくとも１つの電極は、その少なくとも一部に沿って前記アンテナアセンブリを少なくとも１回取り巻くように構成された螺旋状の電極である、請求項１に記載のマイクロ波焼灼システム。
13. 前記少なくとも１つの電極に供給される前記電気信号は、ＲＦエネルギーである、請求項１に記載のマイクロ波焼灼システム。
14. 内側導体と、外側導体と、その間に配置された内側絶縁体とを含む、マイクロ波エネルギーを組織に伝達するように構成されたアンテナと、
    前記アンテナ上に配置され、組織にアンテナを挿入すると同時に組織に対して配置されるように構成された少なくとも１つの電極であって、前記少なくとも１つの電極は、電気信号を受信し、それに応答してフィードバック信号を生成するように構成されており、前記フィードバック信号は、前記少なくとも１つの電極に対する組織の近接度に対応し、前記フィードバック信号を少なくとも１つの所定のパラメータと比較して前記アンテナの組織への挿入深さを決定するように構成されている電極と、
    を含むマイクロ波焼灼アンテナアセンブリ。
15. 前記少なくとも１つの電極は、その間に空間を画定するように前記アンテナアセンブリの長手長さに沿って互いから横方向に離間された一対の双極電極を含む、請求項１４に記載のマイクロ波焼灼アンテナアセンブリ。

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