JPS6232947B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6232947B2 JPS6232947B2 JP58234934A JP23493483A JPS6232947B2 JP S6232947 B2 JPS6232947 B2 JP S6232947B2 JP 58234934 A JP58234934 A JP 58234934A JP 23493483 A JP23493483 A JP 23493483A JP S6232947 B2 JPS6232947 B2 JP S6232947B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- coil
- electrical conductor
- helical
- tissue
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/1815—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using microwaves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般に、低温(hypothermal)医療
用の方法及び装置に関する。特に、本発明は、人
体又は動物の生体組織にマイクロ波エネルギーを
与え、そのような組織を“ホツト・スポツト”を
生ぜずに均一に加熱するアプリケータを開示し、
また、腫瘍組織を破壊するが生育しうる組織には
安全な温度を含む範囲内の任意の所望の温度に対
して、そのような均一の加熱を達成する新規な方
法を開示する。
用の方法及び装置に関する。特に、本発明は、人
体又は動物の生体組織にマイクロ波エネルギーを
与え、そのような組織を“ホツト・スポツト”を
生ぜずに均一に加熱するアプリケータを開示し、
また、腫瘍組織を破壊するが生育しうる組織には
安全な温度を含む範囲内の任意の所望の温度に対
して、そのような均一の加熱を達成する新規な方
法を開示する。
従来知られているこの目的のアプリケータは、
(第2a図に示された)簡単な同軸状のモノポー
ルの構造体であり、これは、内側及び外側導電体
が共に接近している領域で極端な加熱が行われる
ことを特徴としている。尚、第2a図は、この種
のアプリケータの等温界線を図示している。
(第2a図に示された)簡単な同軸状のモノポー
ルの構造体であり、これは、内側及び外側導電体
が共に接近している領域で極端な加熱が行われる
ことを特徴としている。尚、第2a図は、この種
のアプリケータの等温界線を図示している。
従つて、本発明の目的は、低温医療の目的で生
体に挿入できるように、十分に小さく、特に十分
に薄いアプリケータを提供することである。この
ような医療目的は、輻射測定法による局部温度差
の測定、RFエネルギーの印加による生体組織の
加熱を含む。
体に挿入できるように、十分に小さく、特に十分
に薄いアプリケータを提供することである。この
ような医療目的は、輻射測定法による局部温度差
の測定、RFエネルギーの印加による生体組織の
加熱を含む。
本発明の他の目的は、組織の活性領域を均一に
加熱し、組織を焼損し且つ苦痛を与える“ホツ
ト・スポツト”の形成を回避するアプリケータを
提供することである。
加熱し、組織を焼損し且つ苦痛を与える“ホツ
ト・スポツト”の形成を回避するアプリケータを
提供することである。
本発明によれば、アプリケータは、第一の導電
体と、生体組織を加熱するのに適当な周波数帯で
マイクロ波エネルギーを伝播できる伝送ライン構
造体において前記第一の導電体を実質的にシール
ドする第二の導電体と、から形成され、前記第一
の導電体は前記第二の導電体を越えて伸長する非
シールド部を有し、前記第一の導電体の伸長部を
取り囲む第三の導電体のコイルが、前記第一及び
第二の導電体の端部間に接続される。この装置は
生体組織にマイクロ波輻射のパターンを与えるこ
とができ、このパターンは、前記組織内の規定さ
れた空間的分布を覆うほぼ均一の焼損しない強度
の分布によつて特徴づけられる。アプリケータ
は、開口を介して前記生体に挿入するように構成
されそれは、第三の導電体のコイルをカバーする
実質的に滑らかな誘電体スリーブを含む。
体と、生体組織を加熱するのに適当な周波数帯で
マイクロ波エネルギーを伝播できる伝送ライン構
造体において前記第一の導電体を実質的にシール
ドする第二の導電体と、から形成され、前記第一
の導電体は前記第二の導電体を越えて伸長する非
シールド部を有し、前記第一の導電体の伸長部を
取り囲む第三の導電体のコイルが、前記第一及び
第二の導電体の端部間に接続される。この装置は
生体組織にマイクロ波輻射のパターンを与えるこ
とができ、このパターンは、前記組織内の規定さ
れた空間的分布を覆うほぼ均一の焼損しない強度
の分布によつて特徴づけられる。アプリケータ
は、開口を介して前記生体に挿入するように構成
されそれは、第三の導電体のコイルをカバーする
実質的に滑らかな誘電体スリーブを含む。
本発明を図示実施例に従つて以下詳細に説明す
る。
る。
第1図に示されたアプリケータは、同軸ライン
12の終端に固定され、マイクロ波周波数帯の高
周波エネルギーにより生体組織を加熱するため
に、生体の穴又は管に挿入されるユニツトの加熱
尖端部10である。同軸ラインは、普通の中央
(内側)導電体14、外側導電体16、それらの
間の誘電体18より成る。これは、加熱尖端部1
0へのRF入力である。外側導電体16は、内側
導電体14の端部15を露出するように剥がされ
る。第三の導電体17のコイルは、端部15と、
それを包む誘電体18とを取り囲む。第三の導電
体は、外側導電体の端部19と端部15の終端2
1との間で直列に接続される。滑らかな絶縁スリ
ーブ22は加熱尖端部10と外側導電体16の隣
接部とを取り囲む。
12の終端に固定され、マイクロ波周波数帯の高
周波エネルギーにより生体組織を加熱するため
に、生体の穴又は管に挿入されるユニツトの加熱
尖端部10である。同軸ラインは、普通の中央
(内側)導電体14、外側導電体16、それらの
間の誘電体18より成る。これは、加熱尖端部1
0へのRF入力である。外側導電体16は、内側
導電体14の端部15を露出するように剥がされ
る。第三の導電体17のコイルは、端部15と、
それを包む誘電体18とを取り囲む。第三の導電
体は、外側導電体の端部19と端部15の終端2
1との間で直列に接続される。滑らかな絶縁スリ
ーブ22は加熱尖端部10と外側導電体16の隣
接部とを取り囲む。
第1図のアプリケータが生体組織に挿入され、
マイクロ周波数エネルギーが同軸ライン12に与
えられると、周辺組織の局部RF加熱が生じ、組
織に達する温度は、電力、逆平方法則の輻射減少
率のような多くの既知のフアクターに依存する。
第2a図及び第2b図は、従来のアプリケータと
本発明によつて構成されたアプリケータとの概略
的な温界パターンをそれぞれ比較して示してい
る。第2b図において、第1図と同様の基準特性
が使用され、第2a図において、同軸ライン12
は中央導電体14でモノポール30に接続され、
このモノポールは外側導電体16から離れてい
る。高電圧の勾配が、最も接近したモノポール3
0と外側導電体16との間に、即ち外側導電体1
6の端部での環状位置Aとそこに最も接近してい
るモノポール30上の環状位置Bとの間に、存在
する。輻射温界は、これら2つの位置の間で最も
強く、その強さは徐々に離れる外側導電体16及
びモノポール30の領域間で次第に減衰する。従
つて、第2a図に示された等温線T1、T2…
Tnは、アプリケータと接触して組織内で達成さ
れる温度がアプリケータに沿つて変化し、位置A
と位置Bとの間の環状領域において極端なホツ
ト・リングのためのポテンシヤルを伴うというこ
とを示している。これは、アプリケータからかな
り隔れた組織を加熱するために、RF入力にどの
程度の電力を印加できるかに関して制約となる。
マイクロ周波数エネルギーが同軸ライン12に与
えられると、周辺組織の局部RF加熱が生じ、組
織に達する温度は、電力、逆平方法則の輻射減少
率のような多くの既知のフアクターに依存する。
第2a図及び第2b図は、従来のアプリケータと
本発明によつて構成されたアプリケータとの概略
的な温界パターンをそれぞれ比較して示してい
る。第2b図において、第1図と同様の基準特性
が使用され、第2a図において、同軸ライン12
は中央導電体14でモノポール30に接続され、
このモノポールは外側導電体16から離れてい
る。高電圧の勾配が、最も接近したモノポール3
0と外側導電体16との間に、即ち外側導電体1
6の端部での環状位置Aとそこに最も接近してい
るモノポール30上の環状位置Bとの間に、存在
する。輻射温界は、これら2つの位置の間で最も
強く、その強さは徐々に離れる外側導電体16及
びモノポール30の領域間で次第に減衰する。従
つて、第2a図に示された等温線T1、T2…
Tnは、アプリケータと接触して組織内で達成さ
れる温度がアプリケータに沿つて変化し、位置A
と位置Bとの間の環状領域において極端なホツ
ト・リングのためのポテンシヤルを伴うというこ
とを示している。これは、アプリケータからかな
り隔れた組織を加熱するために、RF入力にどの
程度の電力を印加できるかに関して制約となる。
第2b図を参照すると、等温線T1及びT2
は、アプリケータを取り囲む組織の加熱がアプリ
ケータに沿つてかなり均一に近いということを示
している。コイル17は、その両端で内側及び外
側導電体にそれぞれ電気的に接続され、RF界が
他の任意の領域より強くなる軸方向で加熱尖端部
10に沿つた領域はない。従つて、アプリケータ
に最も接近した最高温度を示す等温度T1は、加
熱尖端部の軸方向の範囲にわたつてほとんど平坦
である。第三の導電体17の両端での電気的な直
接接続は、加熱尖端部で形成される任意の温界を
除去する。従つて、本発明のアプリケータによれ
ば、ホツト・スポツト、或いはホツト・リングを
生じさせずに、RF電力を増加させることができ
る。また、低温医療のために組織の加熱にユーザ
ーがどの程度の温度を望んでいるかに従つて、電
力を正確に増加させることができる。他方、本発
明のアプリケータは、組織内からの輻射熱を検出
する優れた検出器であり、第2b図に示された均
一の輻射界により組織内の熱源の信頼できる位置
を予知できる。
は、アプリケータを取り囲む組織の加熱がアプリ
ケータに沿つてかなり均一に近いということを示
している。コイル17は、その両端で内側及び外
側導電体にそれぞれ電気的に接続され、RF界が
他の任意の領域より強くなる軸方向で加熱尖端部
10に沿つた領域はない。従つて、アプリケータ
に最も接近した最高温度を示す等温度T1は、加
熱尖端部の軸方向の範囲にわたつてほとんど平坦
である。第三の導電体17の両端での電気的な直
接接続は、加熱尖端部で形成される任意の温界を
除去する。従つて、本発明のアプリケータによれ
ば、ホツト・スポツト、或いはホツト・リングを
生じさせずに、RF電力を増加させることができ
る。また、低温医療のために組織の加熱にユーザ
ーがどの程度の温度を望んでいるかに従つて、電
力を正確に増加させることができる。他方、本発
明のアプリケータは、組織内からの輻射熱を検出
する優れた検出器であり、第2b図に示された均
一の輻射界により組織内の熱源の信頼できる位置
を予知できる。
要約すると、本発明によるアプリケータは、人
体のかなり広い範囲にわたつて、従来可能であつ
たよりも更に均一な加熱或いは温度の検出測定を
提供することができる。このような改良された能
力は、生体組織内の癌の発見及び加熱治療に有用
であると考えられる。
体のかなり広い範囲にわたつて、従来可能であつ
たよりも更に均一な加熱或いは温度の検出測定を
提供することができる。このような改良された能
力は、生体組織内の癌の発見及び加熱治療に有用
であると考えられる。
第3図において、第1図の第一の同軸ライン1
2は第二の同軸ライン42に包囲され、第一の同
軸ライン12の外側導電体16は第二の同軸ライ
ン42の内側導電体である。第二の同軸ラインの
導電体46は、組立体の第四の導電体である。第
五の導電体47の第二のコイルは、第三の導電体
17の第一のコイルを包囲し、第五の導電体は第
一の導電体14と第四の導電体46との間に接続
される。これは、デユアル周波数用アプリケー
タ/プローブであり、導電体47の第二のコイル
及び外側の同軸ライン42は、導電体17の第一
のコイル及び内側の同軸ライン12よりも低い周
波数で使用される。2つのコイルは、第一の内側
導電体14の自由端21と、外側導電体16及び
46の各端部との間に同様に接続される。
2は第二の同軸ライン42に包囲され、第一の同
軸ライン12の外側導電体16は第二の同軸ライ
ン42の内側導電体である。第二の同軸ラインの
導電体46は、組立体の第四の導電体である。第
五の導電体47の第二のコイルは、第三の導電体
17の第一のコイルを包囲し、第五の導電体は第
一の導電体14と第四の導電体46との間に接続
される。これは、デユアル周波数用アプリケー
タ/プローブであり、導電体47の第二のコイル
及び外側の同軸ライン42は、導電体17の第一
のコイル及び内側の同軸ライン12よりも低い周
波数で使用される。2つのコイルは、第一の内側
導電体14の自由端21と、外側導電体16及び
46の各端部との間に同様に接続される。
導電体17及び47のコイルは、らせん形状で
よく、第3図は、2つの同中心のらせん形状であ
る。
よく、第3図は、2つの同中心のらせん形状であ
る。
第1図は、本発明のアプリケータの側断面図で
ある。第2a図及び第2b図は、従来の同軸モノ
ポールアプリケータと第1図のアプリケータとの
輻射温界における等温線を示す図である。第3図
は、本発明による2周波数用アプリケータの一部
概略的な側断面図である。 符号説明、10:加熱尖端部、12:同軸ライ
ン、14:中央(内側)導電体、15:端部、1
6:外側導電体、17:第三の導電体、18:誘
電体、19:端部、22:絶縁スリーブ。
ある。第2a図及び第2b図は、従来の同軸モノ
ポールアプリケータと第1図のアプリケータとの
輻射温界における等温線を示す図である。第3図
は、本発明による2周波数用アプリケータの一部
概略的な側断面図である。 符号説明、10:加熱尖端部、12:同軸ライ
ン、14:中央(内側)導電体、15:端部、1
6:外側導電体、17:第三の導電体、18:誘
電体、19:端部、22:絶縁スリーブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 開口を介して被検体に挿入することでマイク
ロ波周波数の輻射エネルギーを生体組織に与える
ことができ、また前記生体組織と接触している間
にかかる組織内から放出する同様のエネルギーを
受けることができる、生体組織の医療処置に使用
するマイクロ波アプリケータ/レシーバ装置にお
いて、該装置は、内側の導電体と;生体組織を加
熱するのに適当な周波数帯でマイクロ波エネルギ
ーを伝播することができる非共振性の伝送ライン
構造で前記内側の導電体を実質的にシールドする
外側の導電体と;前記内側の導電体が前記外側の
導電体を越えて伸びているシールドされない部分
を有することと;前記内側の導電体の前記伸長部
分を取り囲み且つ前記外側及び内側の導電体のそ
れぞれの端部間に接続された第一及び第二の手段
を含み、生体組織に移動波パターンのマイクロ波
輻射を与えるらせん形状のコイルと;より成り、
前記パターンは、前記生体組織内の規定された空
間的分布を覆うほぼ均一の強度分布によつて特徴
づけられて前記らせん形状のコイルの長さに亘つ
てホツト・スポツトを与えない均一の加熱を与
え、前記第一の手段は、前記外側の導電体から前
記らせん形状のコイルへの電気的な接続を与え、
前記第二の手段は、前記らせん形状のコイルを越
えて軸方向に伸長するいかなる導電体も必要とせ
ずに前記らせん形状のコイルと前記内側の導電体
の伸長部分とを相互接続するほぼ半径方向の導電
ワイヤより成り、前記らせん形状のコイルは、多
数巻回された導電ワイヤより成り、該ワイヤは相
互にその直径より大きな間隔で分離されており、
前記らせん形状のコイルの軸方向の長さは、該コ
イルの直径より実質的に大きく、更に、少なくと
も前記らせん形状のコイルは、実質的に滑らかな
誘電体スリーブでカバーされている、ことを特徴
とする前記アプリケータ/レシーバ装置。 2 前記外側の導電体が前記内側の導電体をほぼ
同軸状に取り囲む特許請求の範囲第1項記載の装
置。 3 前記実質的に滑らかな誘電体スリーブが前記
らせん形状のコイルと前記外側の導電体の直接隣
接する部分との双方をカバーする特許請求の範囲
第2項記載の装置。 4 前記外側の導電体が前記内側の導電体をほぼ
同軸状に取り囲み、また、前記第一の手段が前記
外側の導電体と前記らせん形状のコイルとの間で
ほぼ直接的な導電点接触を与える特許請求の範囲
第1項記載の装置。 5 前記半径方向の導電体は、わずかに曲げられ
て、前記内側の導電体から前記らせん形状への円
滑な導電変化を与える特許請求の範囲第1項記載
の装置。 6 前記らせん形状のコイルが、動作周波数帯で
1/4波長の最小値より実質的に大きな長さを有す
るらせん形ワイヤより成る特許請求の範囲第1項
記載の装置。 7 開口を介して被検体に挿入することでマイク
ロ波周波数の輻射エネルギーを生体組織に与える
ことができ、また前記生体組織と接触している間
にかかる組織内から放出する同様のエネルギーを
受けることができる、生体組織の医療処置に使用
するマイクロ波アプリケータ/レシーバ装置にお
いて、該装置は、内側の導電体と;生体組織を加
熱するのに適当な周波数帯でマイクロ波エネルギ
ーを伝播することができる非共振性の伝送ライン
構造で前記内側の導電体を実質的にシールドす
る、前記内側の導電体をほぼ同軸状に取り囲む外
側の導電体と;前記内側の導電体が前記外側の導
電体を越えて伸びているシールドされない部分を
有することと;前記内側の導電体の前記伸長部分
を取り囲み且つ前記外側及び内側の導電体のそれ
ぞれの端部間に接続された第一及び第二の手段を
含み、生体組織に移動波パターンのマイクロ波輻
射を与えるらせん形状のコイルと;前記外側の導
電体を取り囲み且つそれから離隔された第三の導
電体と;前記らせん形状のコイルを取り囲み且つ
それから離隔され、また前記内側の導電体の端部
と前記第三の導電体の端部との間で接続された第
四の導電体より成る第二のコイルであつて、前記
周波数帯から離れた第二の周波数帯でマイクロ波
エネルギーを伝播する前記第二のコイルと;より
成り、前記パターンは、前記生体組織内の規定さ
れた空間的分布を覆うほぼ均一の強度分布によつ
て特徴づけられて前記らせん形状のコイルの長さ
に亘つてホツト・スポツトを与えない均一の加熱
を与え、前記第一の手段は、前記外側の導電体か
ら前記らせん形状のコイルへの電気的な接続を与
え、前記第二の手段は、前記らせん形状のコイル
を越えて軸方向に伸長するいかなる導電体も必要
とせずに前記らせん形状のコイルと前記内側の導
電体の伸長部分とを相互接続するほぼ半径方向の
導電体より成り、前記らせん形状のコイルは、多
数巻回されたワイヤを有し、該ワイヤは相互にそ
の直径より大きな間隔で分離されており、前記ら
せん形状のコイルの軸方向の長さは、該コイルの
直径より実質的に大きく、更に、少なくとも前記
らせん形状のコイルは、実質的に滑らかな誘電体
スリーブでカバーされている、ことを特徴とする
前記アプリケータ/レシーバ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/449,389 US4583556A (en) | 1982-12-13 | 1982-12-13 | Microwave applicator/receiver apparatus |
| US449389 | 1982-12-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59135070A JPS59135070A (ja) | 1984-08-03 |
| JPS6232947B2 true JPS6232947B2 (ja) | 1987-07-17 |
Family
ID=23783984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58234934A Granted JPS59135070A (ja) | 1982-12-13 | 1983-12-13 | マイクロ波アプリケ−タ/レシ−バ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4583556A (ja) |
| JP (1) | JPS59135070A (ja) |
Families Citing this family (93)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4681122A (en) * | 1985-09-23 | 1987-07-21 | Victory Engineering Corp. | Stereotaxic catheter for microwave thermotherapy |
| US4643186A (en) * | 1985-10-30 | 1987-02-17 | Rca Corporation | Percutaneous transluminal microwave catheter angioplasty |
| US4700716A (en) * | 1986-02-27 | 1987-10-20 | Kasevich Associates, Inc. | Collinear antenna array applicator |
| US4825880A (en) * | 1987-06-19 | 1989-05-02 | The Regents Of The University Of California | Implantable helical coil microwave antenna |
| US4841988A (en) * | 1987-10-15 | 1989-06-27 | Marquette Electronics, Inc. | Microwave hyperthermia probe |
| US5097845A (en) * | 1987-10-15 | 1992-03-24 | Labthermics Technologies | Microwave hyperthermia probe |
| EP0415997A4 (en) * | 1988-05-18 | 1992-04-08 | Kasevich Associates, Inc. | Microwave balloon angioplasty |
| US4967765A (en) * | 1988-07-28 | 1990-11-06 | Bsd Medical Corporation | Urethral inserted applicator for prostate hyperthermia |
| US5220927A (en) * | 1988-07-28 | 1993-06-22 | Bsd Medical Corporation | Urethral inserted applicator for prostate hyperthermia |
| US5249585A (en) * | 1988-07-28 | 1993-10-05 | Bsd Medical Corporation | Urethral inserted applicator for prostate hyperthermia |
| US5344435A (en) * | 1988-07-28 | 1994-09-06 | Bsd Medical Corporation | Urethral inserted applicator prostate hyperthermia |
| US5129396A (en) * | 1988-11-10 | 1992-07-14 | Arye Rosen | Microwave aided balloon angioplasty with lumen measurement |
| US4945912A (en) * | 1988-11-25 | 1990-08-07 | Sensor Electronics, Inc. | Catheter with radiofrequency heating applicator |
| US5370677A (en) * | 1992-03-06 | 1994-12-06 | Urologix, Inc. | Gamma matched, helical dipole microwave antenna with tubular-shaped capacitor |
| US6958062B1 (en) | 1993-11-08 | 2005-10-25 | Rita Medical Systems, Inc. | Multiple antenna ablation apparatus and method |
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