特許 6139816 アブレーションサイズ監視のシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6139816

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】アブレーションサイズ監視のシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 18/18 20060101AFI20170522BHJP

【ＦＩ】

   A61B18/18 100

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2011-8938(P2011-8938)

(22)【出願日】2011年1月19日

(65)【公開番号】特開2011-152414(P2011-152414A)

(43)【公開日】2011年8月11日

【審査請求日】2013年9月12日

【審判番号】不服2015-22153(P2015-22153/J1)

【審判請求日】2015年12月15日

(31)【優先権主張番号】12/692,856

(32)【優先日】2010年1月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513109016

【氏名又は名称】コビディエン エルピー

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(72)【発明者】

【氏名】ジョゼフ，ディー．ブラナン

【合議体】

【審判長】 山口 直

【審判官】 橘 均憲

【審判官】 平瀬 知明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３７７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１４７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３２０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

A61B13/00-18/28

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロ波エネルギーを提供し、電気回路を有する電流源と、
放射部を含み、アブレーション領域を形成するために前記マイクロ波エネルギーを前記電流源から組織へ送達するよう構成されたマイクロ波アンテナと、
前記マイクロ波アンテナの長手方向に動作可能に配置された複数の隔置電極と、
前記マイクロ波アンテナおよび前記電流源と動作的に連携し、前記電極の１つによって既定のインピーダンス閾値が生成された場合に前記マイクロ波アンテナへ送達されるマイクロ波エネルギー量を調整するよう前記電流源に指示するように構成されおり、隣接組織への損傷を最小限に抑えながら適切な大きさの均一なアブレーション領域を作成するアブレーション領域制御モジュールと
を備え、
前記電極が互いに電気的に連絡し、前記電極の各々が前記アブレーション領域の半径に対応した付随するインピーダンス閾値を有する、
前記複数の隔置電極が、シャフトに沿う一連の近位隔置電極を含み、
遠位電極が前記シャフトの遠位先端に動作可能に配置され、
マイクロ波エネルギーが前記マイクロ波アンテナに送達されている間、前記一連の近位隔置電極の少なくとも１つと前記遠位電極との間に電位差が存在するために、前記少なくとも１つの近位電極と前記遠位電極との間に電流が流れ、前記マイクロ波アンテナの前記放射部に対して前記マイクロ波エネルギーを提供する前記電気回路とは別の、前記マイクロ波アンテナ中に設けられた閉ループ電気回路を介して、前記電流源に戻り、
少なくとも１つの制御アルゴリズムが、前記アブレーション領域制御モジュールに動作可能に関連づけられた、前記複数の隔置電極に付随する既定のインピーダンス閾値および対応する半径に関する情報を含む少なくとも１つのデータ参照テーブルを利用し、
前記複数の隔置電極に付随する前記既定のインピーダンス閾値および対応する半径に関する情報が、前記マイクロ波アンテナに蓄積され、前記電流源のメモリにダウンロードされ、前記アブレーション領域制御モジュールおよびマイクロプロセッサの１つからアクセス可能である、アブレーションサイズを監視するためのシステム。

【請求項2】

前記複数の隔置電極が、前記マイクロ波アンテナと接続されたシャフトの一部に動作可能に配置されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記一連の近位隔置電極の各々および前記遠位電極にワイヤが接続している、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記一連の近位隔置電極と前記遠位電極との間に電流が流れることを可能にするような方法で、誘電体被覆が前記マイクロ波アンテナの長手方向に動作可能に配置され、前記一連の近位隔置電極を実質的に包む、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記電流源が稼働状態になると、前記アブレーション領域制御モジュールおよび前記複数の隔置電極が稼動状態になる、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記マイクロ波アンテナが球形または楕円形のいずれかであるアブレーション領域を生成するよう構成された、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記複数の隔置電極に付随する前記既定のインピーダンス閾値および対応する半径に関する情報が、前記電流源中に事前にプログラミングされ、前記アブレーション領域制御モジュールおよびマイクロプロセッサの１つからアクセス可能である、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記マイクロ波アンテナの１つおよび前記アブレーション領域に隣接する組織の冷却を容易にするために前記マイクロ波アンテナに冷却流体を供給するよう構成される少なくとも１つの流体ポンプをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

アブレーション領域を形成するためにマイクロ波エネルギーを電流源から組織へ送達するよう構成された放射部と、
マイクロ波アンテナの長手方向に沿って動作可能に配置された複数の隔置電極と、
前記マイクロ波アンテナおよび前記電流源と動作的に連携し、前記電極の１つによって既定のインピーダンス閾値が生成された場合に前記マイクロ波アンテナへ送達されるマイクロ波エネルギー量を調整するよう前記電流源に指示するように構成されおり、隣接組織への損傷を最小限に抑えながら適切な大きさの均一なアブレーション領域を作成するアブレーション領域制御モジュールと
を備え、
前記電流源は、前記放射部に対してマイクロ波エネルギーを提供する電気回路を有し、
前記複数の隔置電極が互いに電気的に連絡するように配置され、
前記複数の隔置電極の各々が前記アブレーション領域の半径に対応した付随するインピーダンス閾値を有し、
前記複数の隔置電極が、シャフトに沿う一連の近位隔置電極を含み、
遠位電極が前記シャフトの遠位先端に動作可能に配置され、
マイクロ波エネルギーが前記マイクロ波アンテナに送達されている間、前記一連の近位隔置電極の少なくとも１つと前記遠位電極との間に電位差が存在するために、前記少なくとも１つの近位電極と前記遠位電極との間に電流が流れて、前記マイクロ波アンテナ中に設けられ、前記マイクロ波アンテナの前記放射部に対して前記マイクロ波エネルギーを提供する前記電気回路とは別の、閉ループ電気回路を介して、前記電流源に戻る、アブレーション処置を実施するために構成された電流源に接続するよう適合され、
少なくとも１つの制御アルゴリズムが、前記アブレーション領域制御モジュールに動作可能に関連づけられた、前記複数の隔置電極に付随する既定のインピーダンス閾値および対応する半径に関する情報を含む少なくとも１つのデータ参照テーブルを利用し、
前記複数の隔置電極に付随する前記既定のインピーダンス閾値および対応する半径に関する情報が、前記マイクロ波アンテナに蓄積され、前記電流源のメモリにダウンロードされ、前記アブレーション領域制御モジュールおよびマイクロプロセッサの１つからアクセス可能である、マイクロ波アンテナ。

【請求項10】

前記複数の隔置電極が、前記マイクロ波アンテナと接続されたシャフトの一部に動作可能に配置されている、請求項９に記載のマイクロ波アンテナ。

【請求項11】

前記一連の近位隔置電極の各々および前記遠位電極にワイヤが接続している、請求項９に記載のマイクロ波アンテナ。

【請求項12】

前記一連の近位隔置電極と前記遠位電極との間に電流が流れることを可能にするような方法で、誘電体被覆が前記マイクロ波アンテナの長手方向に動作可能に配置され、前記一連の近位隔置電極を実質的に包む、請求項１１に記載のマイクロ波アンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は組織のアブレーション処置で用いられ得るシステムおよび方法に関する。さらに詳しくは、本開示は、組織のアブレーション処置中にリアルタイムでアブレーションサイズを監視するためのシステムと方法に関する。

【背景技術】

【0002】

がんのような疾患の治療において、特定種類のがん細胞は高温で変性することが分かっている（その温度は健常細胞に通常有害となる温度よりもわずかに低い）。この種の治療は、一般に温熱療法として知られており、疾患細胞を加熱して４１℃以上にしながら、隣接する健常細胞を不可逆な細胞破壊が発生しない温度以下に保つために、電磁放射線を利用する。組織を加熱するために電磁放射線を利用する処置は、組織アブレーションを含み得る。

【0003】

月経過多のために行われる処置等のマイクロ波アブレーション処置は、典型的には、組織を変性させるか殺して、対象組織を除去することにより行われる。電磁放射線療法を利用する多くの処置および多くの種類のデバイスが、当技術分野で知られている。このようなマイクロ波療法は、典型的には、組織、ならびに、前立腺、心臓および肝臓等の器官の治療に使用されている。

【0004】

一つの非侵襲的処置は、一般的に、マイクロ波エネルギーによる皮膚の下層組織（腫瘍等）の治療を含む。マイクロ波エネルギーは、非侵襲的に皮膚を貫通し下部組織に到達することができる。しかし、この非侵襲的処置は、健常組織を不必要に加熱する結果となり得る。このように、マイクロ波エネルギーの非侵襲的利用は、多大な制御を必要とする。

【0005】

現在、アブレーション領域サイズを監視するためのシステムと方法は数種類ある。特定の例において、
１種類以上のセンサ（または、他の適切な装置）は、マイクロ波アブレーション装置と、操作可能に接続されている。たとえば、モノポールアンテナ構成を含むマイクロ波アブレーション装置において、
細長いマイクロ波導体は、そのマイクロ波導体の一端に露出しているセンサと動作的に連携し得る。この種類のセンサは、誘電体スリーブに囲まれていることがある。

【0006】

典型的には、前述の種類のセンサは、マイクロ波アブレーション装置が非稼動状態のとき、すなわち、放射していないときに機能する（たとえば、電源の出力電力を制御するためのコントローラにフィードバックを提供する）ように構成されている。すなわち、前述のセンサはリアルタイムでは機能しない。典型的には、センサがコントローラおよび／または電源制御のために構成された他の装置にフィードバック（組織の温度、等）を提供しているとき、電源は、電源が切られているか、パルスが切られている。

【発明の概要】

【0007】

本開示は、リアルタイムでアブレーションサイズを監視するためのシステムを提供する。本システムは電源を含む。マイクロ波アンテナは、アブレーション領域を形成するためにマイクロ波エネルギーを電源から組織へ送達するよう構成される。複数の隔置電極は、マイクロ波アンテナの長手方向に沿って操作可能に配置される。電極は、互いに電気的に連絡するよう配置される。隔置電極の各々は、アブレーション領域の半径に対応した付随するインピーダンス閾値を有する。

【0008】

本開示は、アブレーション処置を実施するために構成された電源に接続するよう適合されたマイクロ波アンテナを提供する。マイクロ波アンテナは、アブレーション領域を形成するためにマイクロ波エネルギーを電源から組織へ送達するよう構成された放射部を含む。マイクロ波アンテナは、マイクロ波アンテナの長手方向に沿って操作可能に配置された複数の隔置電極を含む。電極は、互いに電気的に連絡するよう配置される。隔置電極の各々は、アブレーション領域の半径に対応した付随するインピーダンス閾値を有する。

【0009】

本開示は、さらに、被アブレーション組織を監視する方法を提供する。本方法は、組織アブレーション領域を形成するためにマイクロ波エネルギーを電源からマイクロ波アンテナに伝送する初期ステップを含む。本方法のステップは、組織のアブレーション領域が形成する間、マイクロ波アンテナに沿った１つ以上の電極のインピーダンスを監視することを含む。本方法のもう１つのステップは、マイクロ波アンテナに沿う少なくとも１つの電極において既定の電極インピーダンスに到達した場合に検出信号を発生させることである。本方法は、電源からマイクロ波アンテナへのマイクロ波エネルギー量を調整すること含む。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態による、アブレーションサイズを監視するためのシステムの透視図である。

【図2】図１に示したマイクロ波アンテナの遠位先端の内部部品を示す側面図である。

【図3】図１に示したシステムとともに使われる電源を示す機能ブロック図である。

【図4A】一般的な球形の構成を有する放射状アブレーション領域を示す、図２に示したマイクロ波アンテナ先端の図式平面図である。

【図4B】一般的な楕円形の構成を有する放射状アブレーション領域を示す、図２に示したマイクロ波アンテナ先端の図式平面図である。

【図5A】組織内へのマイクロ波アンテナ連続挿入を示す、図１に示したマイクロ波アンテナの一部の図式平面図である。

【図5B】図５Ａに示したマイクロ波アンテナの各電極に伴う対応インピーダンスのグラフ表示である。

【図6】本開示による被アブレーション組織の温度監視方法を示すフローチャートである。

【図7】本開示の代替の実施形態におけるマイクロ波アンテナの遠位先端の内部部品を示す部分側面図である。

【図8】図７に示したマイクロ波アンテナとともに使われる電源を示す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示の上記および他の態様、機能、および利点は、添付図面とともに下記の詳細な説明に照らせば、より明らかになるだろう。

【0012】

本開示によるシステムおよび方法の実施形態は、図面を参照して詳細に説明されており、図面において同様の参照番号は類似または同一の要素を指している。ここで使用されているように、および、従来通り、「遠位」という語はユーザからもっとも遠い部分を指し、「近位」という語はユーザにもっとも近い部分を指す。さらに、「上方」「下方」「前方」「後方」等の語は、図の向きまたは部品の方向を指し、単純に説明の便宜のために使用される。

【0013】

ここで図１および図２を参照するが、最初に図１を参照すると、本開示の一実施形態におけるアブレーションサイズ監視システムは１０となっている。マイクロ波アンテナ１２は、ジェネレータ１００と操作可能に結合し、可撓同軸ケーブル１４経由でジェネレータ１００と接続するコントローラ２００を含む。この例において、ジェネレータ１００は、約５００ＭＨｚから約１０ＧＨｚまでの操作可能な周波数のマイクロ波エネルギーを提供するよう構成される。マイクロ波アンテナ１２は、フィードライン、すなわちシャフト１８によって同軸ケーブル１４に接続されマイクロ波アンテナ１２の近位端から延びる放射部、すなわち放射部１６（図１および図２）を含む。ケーブル１４は、シャフト１８の内部に操作可能に配置されて放射部１６（図１および図２）と電気的に連絡する内部導体１３を含む。マイクロ波アンテナ１２は、接続ハブ２２を通してケーブル１４に接続する。接続ハブ２２は、鞘、すなわちカニューレ２８（図２）と流体送達を行うよう接続された流体排出ポート２４、および流体注入ポート２６を含む。カニューレ２８は、冷却流体３０がポート２４およびポート２６からそれぞれ流管腔体３２および流管腔体３４（図２）を経由してアンテナアセンブリ１２の周りを循環するよう構成される。ポート２４およびポート２６は、順番に、供給ポンプ４０と接続する。マイクロ波アンテナ１２およびこれに伴う動作部品のより詳細な説明については、２００９年３月１０日に出願された同一出願人による米国特許出願番号１２／４０１，２６８を参照する。

【0014】

引き続き図１および図２を参照すると、２個以上の隔置電極５２および隔置電極５４は、シャフト１８の長手方向に沿って操作可能に配置される。さらに詳しくは、電極５２および電極５４は、シャフト１８の遠位端１９に近接して配置される。図２に示す実施形態において、電極５２は、一連の近位隔置電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４を含む。ここで定義されているように、一連の電極とは、２個以上の電極を意味する。ここでの目的において、一連の近位隔置電極５２ａ〜５２ｈは、近位電極５２を指す。電極５２および電極５４の構成は、アブレーションサイトの物理空間サンプリングを可能にする。さらに詳しくは、ある特定の実施形態において、マイクロ波エネルギーをマイクロ波アンテナ１２に送達する間、１個以上の近位電極５２（近位電極５２ａ、等）と遠位電極５４との間のインピーダンスは、測定され、マイクロ波アンテナ１２および／または近位電極５２（近位電極５２ａ、等）に伴う既知のインピーダンス値と比較される。マイクロ波アンテナ１２が目的の組織サイトの組織に挿入されるとき、各近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４の構成は、電流が流れるための別々の閉ループ路、すなわち、電気回路を提供する。下記により詳細に説明するように、インピーダンスは各近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４の間で測定される。

【0015】

近位電極５２ａ〜５２ｈは、任意の適切な導電性材料または部分導電性材料から形成され得る。たとえば、近位電極５２は、銅、銀、金等から形成され得る。各近位電極５２ａ〜５２ｈは、ここで説明される意図された目的に適切な方法で、シャフト１８の外周面３８に沿って動作可能に配置される。実施形態において、近位電極５２ａ〜５２ｈは、外周面３８に沿って円周方向に広がってもよく、または、シャフト１８の長手方向に部分的に沿って広がってもよい。例示された実施形態において、近位電極５２ａ〜５２ｈは、シャフト１８の外周面３８に沿って一般的な直線配列を形成する直線的な方法で、外周面３８に部分的に沿って広がる。近位電極５２ａ〜５２ｈは、任意の適切な方法によって外周面３８および／またはシャフト１８に固定され得る。ある特定の実施形態において、近位電極５２ａ〜５２ｈは、接着用エポキシ樹脂（または、他の適切な接着剤）を介して外周面３８に固定される。近位電極５２ａ〜５２ｈの各々は、アブレーション領域の制御モジュール２３２（ＡＺＣＭ）等、ジェネレータ１００および／またはコントローラ２００に付随する１つ以上のモジュールと動作的に連携する。この目的を達成するために、近位電極５２ａ〜５２ｈの一部は、近位電極５２ａ〜５２ｈおよびＡＺＣＭ２３２に電気的インタフェースを提供する１つ以上の電気リード（明示されていない）に接続する。さらに、電気リードは、電流源（または、電流を生成するよう構成された他の適切な装置、電圧源、電源等）から近位電極５２ａ〜５２ｈへと電流を供給する電気的インタフェースを提供する。

【0016】

他の実施形態において、（図２でもっとも明らかなように、）センサ５３ａ〜５３ｈ等、１つ以上のセンサは、それぞれ１つまたは対応する近位電極５２ａ〜５２ｈと動作的に連携し得る。この例では、センサ５３ａ〜５３ｈは、近位電極５２ａ〜５２ｈに関するリアルタイム情報を提供するように構成され得る。さらに詳しくは、センサ５３ａ〜５３ｈは、１つ以上の電気的パラメータ（インピーダンス、電力、電圧、電流等）および／または近位電極５２ａ〜５２ｈに付随する他のパラメータに関するリアルタイム情報を提供するように構成され得る。さらに詳しくは、センサ５３ａ〜５３ｈは、たとえば、熱電対、サーミスタ、光ファイバ等、１種類以上の温度センサの形態であり得る。ある特定の実施形態において、センサ５３ａ〜５３ｈは、熱電対５３ａ〜５３ｈである。

【0017】

遠位電極５４は、銅、銀、金等の任意の適切な導電性材料または部分導電性材料から形成され得る。遠位電極５４は、任意の適切な構成を有してもよい。図示するように、遠位電極５４は、シャフト１８の遠位先端２１に操作可能に配置されていることが示されている。図に示した実施形態では、遠位電極５４は、組織を指す導電性先端を示す。この例において、遠位電極５４は、目的組織サイトの組織へのマイクロ波アンテナ１２の挿入を容易にしている。代替的に、遠位電極５４は、比較的鈍い構成を有してもよい。電気リード（明示されていない）は、遠位電極５４から電流源へ帰る戻り電流のための電気的インタフェースを提供する。特定の実施形態において、遠位電極５４は、ＡＺＣＭ２３２等、ジェネレータ１００および／またはコントローラ２００に付随する１つ以上のモジュールと動作的に連携し得る。この例において、電気リードは、遠位電極５４とＡＺＣＭ２３２のために電気的インタフェースを提供し得る。

【0018】

特定の実施形態において、センサ５５等、１つ以上のセンサは、遠位電極５４と動作的に連携し得（たとえば、図２）、遠位電極５４の適切な動作に関する情報をＡＺＣＭ２３２に提供し得る。センサ５５は、たとえば、熱電対等、上記ですでに説明した１種類以上の温度センサのような、任意の適切な種類のセンサであり得る。

【0019】

適切な厚さを有し、かつ、適切な誘電材料から作られた誘電性鞘６０は、マイクロ波アンテナ１２の長手方向に沿って動作可能に配置され、近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４を、近位電極５２ａ〜５２ｈから遠位電極５４に電流が流れることを可能にするような方法で実質的に包む。誘電性鞘６０は、任意の適切な素材から作られ得、任意の適切な添付方法によってマイクロ波アンテナ１２に添付され得る。例示された実施形態において、誘電性鞘６０は、たとえばパリレンのような蒸着誘電材料であり、マイクロ波アンテナ１２に適用される。マイクロ波アンテナ１２を誘電性鞘６０で実質的に包むことは、電極５２ａ〜５２ｈおよび組織への／からのＲＦ電流を可能にする容量性インピーダンスをもたらす。さらに詳しくは、マイクロ波エネルギーをジェネレータ１００からマイクロ波アンテナ１２に伝送する間で、かつ、近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４が目的組織サイトに隣接する組織内に配置されたとき、近位電極５２ａ〜５２ｈから遠位電極５４へ、電流が流れる。誘電性鞘６０は、近位電極５２ａ〜５２ｈおよび／または遠位電極５４において電流密度「Ｉ」に焦点を合わせるよう構成され、その結果、図２でもっとも明らかなように近位電極５２ａ〜５２ｈにおいて、包括的および／またはより正確なインピーダンス測定を提供する。特定の実施形態において、誘電性鞘６０は、近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４を完全に包み得る。この例において、誘電性鞘６０は、電流が近位電極５２ａ〜５２ｈから誘電性鞘６０を通って遠位電極５４へと通過するのを可能にする厚さを含む。ある特定の実施形態において、誘電性鞘６０の誘電材料の厚さは、約０．０００１インチから約０．００１インチの間の範囲である。

【0020】

上記のように、近位電極５２ａ〜５２ｈ（および、いくつかの例では、遠位電極５４）は、ＡＺＣＭ２３２を含むジェネレータ１００および／またはコントローラ２００と動作的に連携する。さらに詳しくは、近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４は、ジェネレータ１００および／またはコントローラ２００と、近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４からマイクロ波アンテナ１２の近位端へと広がりジェネレータ１００と接続する１つ以上の適切な導電性媒体（ワイヤ、すなわちケーブル５６等）を介して接続する（たとえば、図２を参照のこと）。図に示した実施形態では、ワイヤ５６は、ケーブル１４内に動作可能に配置される。ワイヤ５６は、すでに説明した１つ以上のリードを介して、近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４と電気的に接続する。ワイヤ５６、近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４の構成は、電極５２および遠位電極５４が目的組織サイトに隣接する組織内に配置されたとき、閉ループ電流路を形成する。図に示した実施形態では、ワイヤ５６はシャフト１８の外周面３８に沿って延び、誘電性鞘６０によって包まれる。代替的に、ワイヤ５６は、シャフト１８内部で、および、シャフト１８に沿って延び得る。

【0021】

図３について、ジェネレータ１００の概略ブロック図が示されている。ジェネレータ１００は、１つ以上のモジュール（ＡＺＣＭ２３２、等）を含むコントローラ２００、電源１３７、マイクロ波出力段１３８を含む。この例において、ジェネレータ１００は、マイクロ波エネルギーの伝達に関連して説明される。電源１３７がＤＣ電力をマイクロ波出力段１３８に供給すると、マイクロ波出力段はＤＣ電力をマイクロ波エネルギーに変換し、マイクロ波エネルギーをマイクロ波アンテナ１２の放射部１６に伝達する（図２参照）。図に示した実施形態では、ＤＣ電力の一部は、以下でより詳細に説明されるＡＺＣＭ２３２に向けられる。コントローラ２００は、近位電極５２ａ〜５２ｈによって生成されたインピーダンス応答等の検出アナログ応答を処理し、マイクロプロセッサ２３５を介してジェネレータ１００および／または供給ポンプ４０へ送られる制御信号を判定するための、アナログ回路および／または論理回路を含む。さらに詳しくは、コントローラ２００は、アブレーション領域に隣接する近位電極５２ａ〜５２ｈおよび／またはマイクロ波アンテナ１２に付随するインピーダンスを示す１つ以上の信号、すなわち、近位電極５２ａ〜５２ｈによって測定および／または生成されたインピーダンスの結果としてＡＺＣＭ２３２によって生成された信号を受け入れる。ＡＺＣＭ２３２等、コントローラ２００の１つ以上のモジュールは、近位電極５２ａ〜５２ｈによって生成されたインピーダンスの監視および／または分析を行い、インピーダンスの閾値を満たすかどうかを判定する。インピーダンスの閾値を満たした場合、ＡＺＣＭ２３２、マイクロプロセッサ２３５および／またはコントローラ２００は、マイクロ波出力段１３８および／または電源１３７を適宜調整するよう、ジェネレータ１００に指示する。さらに、コントローラ２００は、マイクロ波アンテナ１２および／または周辺組織への冷却流体の量を調整するよう、供給ポンプに信号を送る。

【0022】

コントローラ２００は、揮発性メモリ（ＲＡＭ、等）および／または不揮発性メモリ（フラッシュ媒体、ディスク媒体、等）であり得るメモリ２３６を有するマイクロプロセッサ２３５を含む。図に示した実施形態では、マイクロプロセッサ２３５は、電源１３７および／またはマイクロ波出力段１３８と動作的に連携し、開ループ制御方式および／または閉ループ制御方式により、マイクロプロセッサ２３５によるジェネレータ１００の出力制御を可能にする。マイクロプロセッサ２３５は、ＡＺＣＭ２３２によって受信されたデータを処理するため、および、ジェネレータ１００および／または供給ポンプ４０に制御信号を出力するために、ソフトウェア命令を適宜実行することができる。コントローラ２００によって実行されるソフトウェア命令は、メモリ２３６に格納される。

【0023】

本開示において、マイクロ波アンテナ１２は、たとえば、球形（図４Ａ）、半球型、楕円体（アブレーション領域が「Ａ−２」で表されている図４Ｂ）等、任意の適切な構成を有するアブレーション領域「Ａ」を作成するように構成される。ある特定の実施形態では、マイクロ波アンテナ１２は、球形のアブレーション領域「Ａ」を作成するように構成される（図４Ａ）。本開示の理解を容易にするために、アブレーション領域「Ａ」は、アブレーション領域「Ａ」の中心から測った半径がｒ１〜ｒ８である複数の同心円のアブレーション領域を有すると定義されており、それらの半径をまとめて半径ｒと呼ぶ。

【0024】

図５Ａおよび図５Ｂについて、遠位電極５４と組み合わされている近位電極５２ａ〜５２ｈは、アブレーション領域「Ａ」（図４Ａおよび図５Ａの位置Ｊのマイクロ波）の包括的な監視を提供するよう構成される。さらに詳しくは、経時的に近位電極５２に付随するインピーダンスＺを統合する概念は、死や壊死等の組織損傷を示すために使用され得る。与えられたマイクロ波アンテナ１２に対して、近位電極５２ａ〜５２ｈの各々は、それに付随する既定のインピーダンス閾値Ｚを有する。電極５２ａ等の対応する電極５２ａ〜５２ｈおよびｒ１等の対応する半径ｒに付随する既定のインピーダンス閾値Ｚは、適切な方法によって決定され得る。たとえば、既定のインピーダンス閾値Ｚは、既知の実験的テストデータ、方程式モデル、関数、およびグラフ、またはこれらの組み合わせによって決定され得る。

【0025】

ある特定の実施形態において、本開示の制御アルゴリズムは、半径「ｒ」を有するアブレーション領域「Ａ」を作成するために、特定の半径における既知の（または、場合によっては、予測値の）インピーダンス閾値Ｚを使用する。すなわち、特定半径に対応した近位電極５２ａ〜５２ｈに付随するインピーダンスＺは、１つ以上の参照テーブル「Ｄ」にコンパイルされ、マイクロプロセッサ２３５および／またはＡＺＣＭ２３２（図３）からアクセス可能なメモリ２３６等のメモリに格納される。ＡＺＣＭ２３２は、近位電極５２ａ〜５２ｈから情報を受信し、情報および情報源の情報（特定の近位電極５２が情報を提供している、等）をコントローラ２００および／またはマイクロプロセッサ２３５に提供する制御回路を含む。さらに詳しくは、ＡＺＣＭ２３２は近位電極５２ａ等の近位電極５２のインピーダンスＺを監視し、近位電極５２ａが既定インピーダンスＺに達したことに応答して、ジェネレータ１００からの電気手術出力電源が調整され得るように、命令信号を発生する（図５Ａ位置Ｆのマイクロ波アンテナ１２を参照）。

【0026】

ＡＺＣＭ２３２は、任意の既知の方法によって、近位電極５２ａ〜５２ｈにおけるインピーダンスＺを監視するように構成され得る。たとえば、ある特定の実施形態において、ＡＺＣＭ２３２は、１つ以上の方程式（Ｖ＝Ｉ×Ｚ）を利用して、特定の電極５２ａ〜５２ｈのインピーダンスを算出する。この例では、電圧Ｖおよび電流Ｉは既知であり、ＡＺＣＭ２３２はインピーダンスＺを算出する。代替的に、または、それとの組み合わせで、１つのセンサまたは複数のセンサ５３ａ〜５３ｈは、各電極５２ａ〜５２ｈでの温度測定を提供し得る。各近位電極５２ａ〜５２ｈのインピーダンスが算出および／または決定されると、ＡＺＣＭ２３２、マイクロプロセッサ２３５および／またはコントローラ２００は、１つ以上の参照テーブル「D」にアクセスし、インピーダンス閾値Ｚが満たされていることを確認し、続いて、マイクロ波アンテナ１２に送達されるマイクロ波エネルギー量を調整するようジェネレータ１００に命令する。図５Ｂの対応する図表示Ｆを参照されたい。イベントの組み合わせは、たとえば、３ｃｍ×１ｃｍにほぼ等しいアブレーション領域等、ｒ３にほぼ等しい半径を有するアブレーション領域「Ａ」を提供するだろう。この例において、アブレーション領域「Ａ」は、球形よりも楕円形であることに注意すべきである。実施形態において、１つ以上の制御アルゴリズムは、電極５２ａおよび電極５２ｂ間で測定されたインピーダンス等、慎重に測定された半径間のインピーダンスを算出するために、電極５２ａ〜５２ｈに付随する半径の補間に利用され得る。さらに詳しくは、さまざまな（および、一般に知られている）補間技術は、電極５２ａ〜５２ｈに沿って適合する曲線にを介して利用され得る。

【0027】

特定の例において、１つ以上のデータ参照テーブルは、ジェネレータ１００および／またはコントローラ２００の製造処理中にメモリに格納され得、または、プログラミング中にダウロードされ得る。これは、ジェネレータ１００が単一種類のマイクロ波アンテナとともに使用されるよう構成される場合に特に有用である。代替的に、１つ以上のデータ参照テーブルは、システム１０を使用する前にメモリ２３６にダウンロードされ得る。これは、ジェネレータ１００がさまざまなアブレーション処置を行うために構成された複数種類のマイクロ波アンテナとともに使用されるよう構成される場合に特に有用である。

【0028】

ある特定の実施形態において、データ参照テーブル「Ｄ」は、マイクロ波アンテナ１２に付随するメモリ格納デバイス７３に格納され得る。さらに詳しくは、データ参照テーブル「Ｄ」は、マイクロ波アンテナ１２に動作可能に付随するメモリ格納デバイス７３に格納され得、マイクロプロセッサ２３および／またはメモリ２３６へのダウンロード、読み込み、および格納が行われ、実質的に、上記で説明した方法でアクセスと利用が行われる。これにより、特定のマイクロ波アンテナのためにジェネレータ１００および／またはコントローラ２００を再プログラミングするステップは廃棄される。さらに詳しくは、メモリ格納装置７３は、たとえば、ハブ２２の上またはハブ２２に近接して配置される等（図１）、マイクロ波アンテナ１２上に動作可能に配置される。この例では、ユーザがマイクロ波アンテナ１２をジェネレータ１００に接続するとき、メモリ格納装置に含まれる情報は、ジェネレータ１００中への読み込み、ダウンロード、格納が自動的に行われ、将来の使用のためにアクセスされる。さらに、メモリ格納装置７３は、マイクロ波アンテナ１２に関する情報を含む。たとえばマイクロ波アンテナの種類、マイクロ波アンテナが治療するよう構成された組織の種類、所望のアブレーション領域の種類等のような情報は、マイクロ波アンテナ１２に付随する格納装置７３中に格納され得る。

【0029】

図１に示す実施例において、ジェネレータ１００は流体供給ポンプ４０に操作可能に結合されていることが示されている。供給ポンプ４０は、次に、供給タンク４４に操作可能に結合されている。マイクロプロセッサ２３５は、たとえば、ジェネレータ１００上に操作可能に配置され供給ポンプ４０からマイクロ波アンテナ１２への冷却流体３０の出力を開ループ制御方式および／または閉ループ制御方式のいずれかによりマイクロプロセッサ２３５が制御することを可能にするポート１４０等、１つ以上の適切な種類のインタフェースを介して、供給ポンプ４０と動作的に連携する。コントローラ２００は、供給タンク４４からマイクロ波アンテナ１２への冷却流体３０の出力を制御するために、供給ポンプ４０に信号を送る。このように、冷却流体３０は、マイクロ波アンテナ１２へ行き、そして、供給ポンプ４０へ戻り自動的に循環する。特定の実施形態において、臨床医は、冷却流体３０がマイクロ波アンテナ１２から周辺組織中および／またはその近隣に放出されるよう、手動で供給ポンプ４０を制御し得る。

【0030】

ここで、システム１０の操作を説明する。図示のため、近位電極５２ａ〜５２ｈは個別のアノードとしてみなされ得、遠位電極５４はカソードとしてみなされ得る。近位電極５２ａ〜５２ｈの各々は、実験的テストデータ等、任意の前述の方法によって事前に決定された既定のインピーダンス閾値Ｚを含む。最初は、マイクロ波アンテナ１２は、ジェネレータ１００に接続されている。ある特定の実施形態において、ＡＺＣＭ２３２等、ジェネレータ１００および／またはコントローラ２００に付随する１つ以上のモジュールは、アンテナ１２に付随する格納装置７３から、マイクロ波アンテナの種類、治療する組織の種類、データ参照テーブル等のデータの読み込みおよび/またはダウンロードを行う。本例において、ＡＺＣＭモジュール２３２は、マイクロ波アンテナ１２が、それぞれ特定のアブレーション領域「Ａ」に対応する既定のインピーダンス閾値Ｚを有する８つの近位電極５２ａ〜５２ｈを有するものと認識する。ある特定の実施形態において、ジェネレータ１００は、一般的な球形構成を有する５ｃｍ×５ｃｍに等しいアブレーション領域等、所望のアブレーション領域サイズを入力するようユーザに促す。図４Ａおよび図５Ａの位置Ｊのマイクロ波アンテナ１２を参照されたい。ユーザが所望のアブレーション領域サイズ情報を入力すると、ＡＺＣＭ２３２は、所望のアブレーション領域サイズを、近位電極５２ｈ等、特定の電極５２ａ〜５２ｈと整合させる。ＡＺＣＭ２３２は、その特定の近位電極のために、Ｚアブレーション等、インピーダンス閾値Ｚを設定する。その後、ジェネレータ１００は作動され、組織のアブレーションが行われ得るように、マイクロ波エネルギーをマイクロ波アンテナ１２の放射部１６に供給する。

【0031】

ＡＺＣＭ２３２は、近位電極５２ａ〜５２ｈの各々に、ＤＣ電流（または、いくつかの例では、たとえば、ＫＨｚまたは低ＭＨｚ周波数スペクトルのＲＦ信号）を伝送する。マイクロ波アンテナ１２を組織「Ｔ」中に挿入する前、複数の近位電極５２ａ〜５２ｈの各々に付随するインピーダンスＺは、たとえば無限大等、比較的高い。これは、近位電極５２ａ〜５２ｈと遠位電極５４との間に開回路が存在するためである。次に、近位電極５２ａ〜５２ｈを含むマイクロ波アンテナ１２は、目的の組織サイトに近接した組織内に配置され得る（図５Ａおよび５Ｂの位置Ｅのマイクロ波アンテナ１２、および、位置Ｅに対応するグラフをそれぞれ参照されたい）。複数の近位電極５２ａ〜５２ｈのそれぞれに付随するインピーダンスＺは、たとえば非ゼロ等、比較的低い。これは、未処理の組織は有限または極小のインピーダンスを有するためである。組織アブレーションの間、ＡＺＣＭ２３２は近位電極５２ａ〜５２ｈのインピーダンスＺを監視する。組織アブレーションの間に、電極５２ｈ等、特定の近位電極５２ａ〜５２ｈにおいて、既定のインピーダンス閾値に達し（半径ｒ８に対応するインピーダンスのＺ等）ＡＺＣＭ２３２によって検出された場合、ＡＺＣＭ２３２はジェネレータ１００にマイクロ波エネルギーを適宜調整するよう指示する。前述のイベント順において、近位電極５２ａ〜５２ｈ、遠位電極５４およびＡＺＣＭ２３２は、隣接組織への損傷を最小限または無に抑えながら適切な大きさの均一なアブレーション領域が形成されるようアブレーション領域へのマイクロ波エネルギー量をリアルタイムで制御するよう機能する。

【0032】

アブレーション処置中の任意の時点において、ユーザは以前に入力したアブレーション領域サイズ情報を調整し得ることに注意すべきである。さらに詳しくは、マイクロ波アブレーション処置の経過中に、たとえば、本来のアブレーション領域サイズが大き過ぎるまたは小さすぎる等、本来のアブレーション領域サイズを調整する必要があるとユーザが判断する場合、ユーザは、新しいアブレーション領域サイズを単純に入力し得、ＡＺＣＭ２３２は自動的に調整する。たとえば、上記の例の間、ユーザがアブレーション領域サイズを４ｃｍ×４ｃｍに調整すると決定する場合、（図５Ａおよび５Ｂの位置Ｉのマイクロ波アンテナを参照されたい）ＡＺＣＭ２３２は、近位電極５２ｅが既定のインピーダンス閾値Ｚに達するまで近位電極５２ｅを監視する。

【0033】

図５について、アブレーションが行われる組織を監視するための方法４００が示されている。ステップ４０２で、ジェネレータ１００からのマイクロ波エネルギーは組織アブレーションサイトに隣接するマイクロ波アンテナ１２に伝送される。ステップ４０４で、アブレーションサイトにおける１つ以上の電極のインピーダンスが監視される。ステップ４０６で、マイクロ波アンテナに沿った１つ以上の電極において既定の電極インピーダンスに到達すると、検出信号が発せられる。ステップ４０８で、ジェネレータ２００からマイクロ波アンテナへのマイクロ波エネルギー量は調整され得る。

【0034】

上記から、および、さまざまな図を参照して、本開示の範囲から逸脱することなく本開示に一定の修正がさらに行われ得ることは、当業者に理解されよう。たとえば、システム１０は、ＡＺＣＭ２３２を含む１つ以上のコントローラ２００を含むかそれらと動作的に連携するＲＦジェネレータ等のＲＦ電気手術電源に接続するよう適合され得る。

【0035】

ここで、電極５０は一連の近位電極５２ａ〜５２ｈおよびシャフト１８の遠位先端２１に配置されている遠位電極５４を含むように説明されているが、遠位電極５４が、たとえば一連の近位電極５２ａ〜５２ｈに隣接して置かれる等、シャフト１８に沿って任意の位置に配置され得ることは本開示の範囲内である。または、他の実施形態において、遠位電極５４は利用されないこともあり得る。この例において、一連の近位電極５２ａ〜５２ｈは、遠位電極５４に関連して上記に説明される方法で機能するように構成され得る。

【0036】

特定の実施形態において、遠位電極５４に結合するリードワイヤ５６を利用しないことは、有用であると判明し得る。この例において、内部コンダクタ１３がリードワイヤ５６の代わりとなり、遠位電極５４に動作可能に結合する。たとえば、図７を参照されたい。さらに詳しくは、１種類以上のＤＣブロック５８は、マイクロ波アンテナ１２に動作可能に付随する。さらに詳しくは、図８に概略的に示されるように、ＤＣブロック５８は、ジェネレータ１００内に動作可能に配置され、内部コンダクタ１３と電気的に連絡する。ＤＣブロック５８は、遠位電極５４に存在する直流（ＤＣ）周波数と放射部１６によって発せられるマイクロ波信号との干渉を防ぎ、および／または制限する。ＤＣブロック５８は、当技術分野の従来の方法で構成され得る。さらに詳しくは、ＤＣブロック５８は、同軸導体１４の内部導体１３と直列、同軸導体１４の外部導体（明示されていない）と直列、または同軸導体１４の内部導体１３および外部導体の両方と直列に構成される、１つ以上のコンデンサ「Ｃ」を含み得る。ＤＣブロック５８は、ノッチ・フィルターとして機能するよう構成され、ＫＨｚ周波数帯のインピーダンス測定信号等、インピーダンス測定信号を許可するように設計され得る。図７に示す実施形態において、リードワイヤ５６は、上記で説明した方法で複数の電極５２ａ〜５２ｈに接続する。リードワイヤ５６は、遠位電極５４および／または複数の電極５２ａ〜５２ｈへＡＺＣＭ２３２から伝送される個々のＲＦ信号に対応するような寸法に形成される。

【0037】

ＡＺＣＭ２３２は、ＲＦインピーダンス測定信号を近位電極５２ａ〜５２ｈおよび／または遠位電極５４に伝送するよう構成される。図８に示された実施形態において、ＡＺＣＭ２３２は、約３ＫＨｚから約３００ＭＨｚの範囲のＲＦインピーダンス測定信号を近位電極５２ａ〜５２ｈおよび遠位電極５４に伝送するよう構成される。

【0038】

マイクロ波アンテナ１２と動作的に連携するＤＣブロック５８を備えたジェネレータ１００を含むシステム１０の動作は、実質的に、ＤＣブロック５８を備えないジェネレータ１００の動作と同様であり、そのため、ここでは説明しない。

【0039】

本開示のいくつかの実施形態は、ここにおいて図で示され、および／または、説明されてきたが、本開示はこれに限定されるものではなく、本開示は、当技術分野で許される程度に広く、仕様は同様に読まれるものとする。したがって、上記の説明は限定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。当業者は、ここに添付の特許請求の範囲の範囲と趣旨の範囲内で他の変更を想定するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】