特許 6144278 電気外科手術用アブレーション装置

(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】6144278

(24)【登録日】2017年5月19日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】電気外科手術用アブレーション装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 18/18 20060101AFI20170529BHJP

【ＦＩ】

   A61B18/18 100

【請求項の数】14

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-549603(P2014-549603)

(86)(22)【出願日】2012年12月22日

(65)【公表番号】特表2015-504720(P2015-504720A)

(43)【公表日】2015年2月16日

(86)【国際出願番号】IB2012057660

(87)【国際公開番号】WO2013098757

(87)【国際公開日】20130704

【審査請求日】2015年12月21日

(31)【優先権主張番号】61/581,119

(32)【優先日】2011年12月29日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】11196043.1

(32)【優先日】2011年12月29日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】ロイスラー，クリストフ

【審査官】 槻木澤 昌司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６７５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０４−５０３９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５３３３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９４３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５４００５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１４９９０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １８／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体組織を切除するために２つ以上の異なるＲＦアブレーション周波数を有する電磁放射線エネルギーを順次に又は同時に放射するアブレーションアンテナを備える電気外科手術用アブレーション装置であって、
前記アブレーションアンテナは、第１及び第２の共振素子を含む少なくとも１つのアンテナ針を有しており、該アンテナ針は、第１及び第２のＲＦアブレーション周波数でそれぞれ共振し、
第１の共振素子は、内部導体と外部ＲＦ遮蔽体とを有する同軸導体構造の形態で実現されており、
第２の共振素子は、前記同軸導体構造の周りに巻回された螺旋状コイルの形態で実現されており、
第２の共振素子の前記螺旋状コイルの基端は、第１の共振素子の前記内部導体に接続されており、第２の共振素子の前記螺旋状コイルの先端は、第１の共振素子から電気絶縁されている、
電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項2】

第１の共振素子の前記外部ＲＦ遮蔽体は、互いに電気絶縁されている少なくとも２つの遮蔽スタブの形態で実現されている、
請求項１に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項3】

前記アブレーションアンテナは、カテーテルと共に使用するために可撓性アンテナの形態で実現されている、
請求項１に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項4】

生体組織を切除するために２つ以上の異なるＲＦアブレーション周波数を有する電磁放射線エネルギーを順次に又は同時に放射するアブレーションアンテナを備える電気外科手術用アブレーション装置であって、
前記アブレーションアンテナは、第１及び第２の共振素子を含む少なくとも１つのアンテナ針を有しており、該アンテナ針は、第１及び第２のＲＦアブレーション周波数でそれぞれ共振し、
第１及び第２の共振素子は、それぞれ、長手方向に電気絶縁するキャリア上にストリップラインの形態で適用される、
電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項5】

前記キャリアは、実質的に円形又は楕円形の断面を有するロッド、若しくは細長いプリント回路基板である、
請求項４に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項6】

前記キャリアは、冷却媒体を該キャリア内に供給するためのチャンネルを含む、
請求項４に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項7】

前記キャリアは、円筒形ホルダであり、前記ストリップラインは、前記円筒形キャリアの周りに互いに平行に巻回されている、
請求項４に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項8】

第１及び第２の共振素子は、前記キャリアの長手方向に延びている、
請求項４に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項9】

第１及び第２の共振素子は、互いに平行に延びており、第１及び第２の共振素子の基端部が、互いに電気接続されており、第１及び第２の共振素子の先端部が、互いに電気絶縁されている、
請求項８に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項10】

第１及び第２の共振素子は、前記キャリアの長手方向において互いに変位されており、第１及び第２の共振素子の間には、並列共振回路が、直列に接続されている、
請求項８に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項11】

生体組織を切除するために２つ以上の異なるＲＦアブレーション周波数を有する電磁放射線エネルギーを順次に又は同時に放射するアブレーションアンテナを備える電気外科手術用アブレーション装置であって、
前記アブレーションアンテナは、第１及び第２の共振素子を含む少なくとも１つのアンテナ針を有しており、該アンテナ針は、第１及び第２のＲＦアブレーション周波数でそれぞれ共振し、
第１及び第２の共振素子は、それぞれ、チューブ要素の外面に適用された螺旋状コイルの形態で実現されており、
給電部は、前記チューブ要素内に挿入されるインダクタンスの形態で結合装置を含み、該結合装置は、前記給電部を介して供給される第１及び第２のアブレーション信号を第１及び第２の共振素子内でそれぞれ誘導結合させる、
電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項12】

前記インダクタンスは、前記誘導結合を制御するために前記チューブ要素内で軸線方向にシフトさせることができる、
請求項１１に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項13】

少なくとも１つのマイクロ波発生器とＲＦ出力増幅器とが統合されるような手持ち式アプリケータユニットを備えており、
該アプリケータユニットには、前記アブレーションアンテナが設けられている、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【請求項14】

前記アブレーションアンテナは、第１及び第２の共振素子が前記アプリケータユニットに接続されるような同軸給電部を有しており、
前記同軸給電部は、該同軸給電部を同軸に取り囲む第１及び第２のバランを有しており、
第１のバランは、第１の長さに沿って延びるとともに第１のＲＦアブレーション周波数で共振するように調整されており、第２のバランは、第２の長さに沿って延びるとともに第２のＲＦアブレーション周波数で共振するように調整されている、
請求項１３に記載の電気外科手術用アブレーション装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体組織を切除するために電磁放射線エネルギーを生成するとともに放射する電気外科手術用アブレーション装置に関する。また、本発明は、ＭＲ撮像制御下での電気外科手術用アブレーション方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特に、マイクロ波域の周波数の電磁放射線は、種々の疾患を治療するのに、生体組織の別個の標的エリア又はボリューム（特に病変部）を切除又は凝固させるために、電気外科的治療又は温熱療法で頻繁に使用される。

【0003】

この点において、電磁放射線は、２つの方法のうちの少なくとも１つで特に効果的に組織を加熱する、すなわち、（導電性である場合に）組織に電流を誘導することにより、又は、組織に存在する水分子の双極子の回転を誘導すること（誘電加熱）によって、組織を加熱している。ここで、双極子の回転は、組織細胞の内部摩擦により、各双極子が加熱源となるように電磁放射線の変化に伴って変化する。

【0004】

特許文献１には、電気外科手術用アブレーション装置及び生体組織を切除する方法が開示されている。この装置は、処置するためにマイクロ波信号を生成するとともに増幅するような手持ち式マイクロ波サブアセンブリを有しており、マイクロ波放射線の形態のマイクロ波信号を標的組織内に送達するためのアンテナを含む。また、このサブアセンブリは、順方向の及び反射方向の出力レベルを検出するダイオード検出器を有しており、正味の送達された出力の測定を可能にしている。動的インピーダンス整合システムは、サブアセンブリの増幅器によって増幅されたエネルギーを生体組織負荷に一致させるように設けられている。
特許文献２には、エネルギーアプリケータ又はプローブを有する二周波数アブレーション装置が開示されており、このプローブは、供給ラインを介して接続された先端放射部と基端放射部とを有するアンテナアセンブリを含む。より詳細には、このプローブは、第１の作動周波数に関連して作動される第１の長さを有する第１のバラン構造（１／４又は１／２波スリーブバラン）と、第２の作動周波数に関連して作動される第２の長さを有する第２のバラン構造（１／４又は１／２波スリーブバラン）とを含む。このアンテナアセンブリは、その先端に細長い導電性素子を含み、第１のバラン構造は、この細長い導電性素子との基端側に配置されており、第２のバラン構造は、第１のバラン構造との基端側に配置されている。
特許文献３には、発生器アセンブリを含む電気外科手術用システムが開示されており、このアセンブリは、シェル、このシェル内の複数のエネルギーアプリケータ及びこれら複数のエネルギーアプリケータ内で出力を分割するために発生器アセンブリに結合された出力分割ユニットを含むアプリケータアレイアセンブリに、選択された位相、振幅、及び周波数を有する出力を供給する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／０１４５３２８号明細書

【特許文献2】欧州特許出願公開第２３６１５８２号明細書

【特許文献3】欧州特許出願公開第２３２４７８８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば、特にボリュームの一方の辺に沿って複数の血管が、他方の辺により多く沿って走っている（この一方の辺に沿ってより近接して走っている）場合に、切除すべき組織の所望の標的ボリュームを均一に加熱するようなアブレーションプロセスの制御は、しばしば、多少なりとも効果的でないことが明らかになっている。それによって、標的ボリュームの関連する一方の辺は、通過する血液によって標的ボリュームの他方の辺よりもより大きく冷却される。これにより、組織の特定のボリュームの完全な切除は、ある程度増大させ且つ均一な温度を必要とするが、切除すべきでない或いは処置すべきでない周囲の又は隣接する組織の他の部分に影響を与えないために大幅に超えてはならない温度にする必要があるので、アブレーションプロセスの効率が減少する。

【0007】

また、所望の標的ボリューム周囲の内外から実質的に均一に熱を散逸する場合には、標的ボリュームの均一な加熱は、損なわれ又は制限され、このボリュームが少なくとも実質的に球状でないが、例えば非対称の又は任意形状の又は不規則の伸展を有する場合には、アブレーションプロセスの効率は、それに応じて減少される。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の基本的な目的は、電気外科手術用アブレーション装置を提供することであり、この装置によるアブレーションプロセスの効率は、標的組織（通常は病変部）周囲の内外から不均一な熱放散がされる場合に、及び／又は標的ボリュームが非球状又は不規則な伸展を有する場合に、特に改善することができる。
この目的は、請求項１、請求項４又は請求項１１に係る電気外科手術用アブレーション装置によって解決される。

【0009】

一般に、本発明は、組織を加熱する効率、こうしてアブレーションプロセスの効率は、出力だけでなく、特に組織内に送達されるマイクロ波放射線の周波数に依存しており、且つ特定の周波数の効率は、切除すべき組織の特定の物理的特性に依存するという認識に基づいている。２つ以上の異なる周波数（特にマイクロ波周波数域）を有する電磁放射線を同時に及び／又は交互に用いることによって、アブレーションプロセスを制御する追加の自由度が提供される。

【0010】

本発明による電気外科手術用アブレーション装置の利点は、異なるサイズ及び／又は異なる電気特性を有する複数の組織ボリュームを並行して切除することができ、又は組織の１つのボリュームが、上述したように、例えばボリュームからの異なる放熱量を補償するために、異なる領域で異なる程度に加熱することができることのいずれかが可能となる。両方の場合には、電磁放射線の異なる個別に最適化された周波数によって、加熱することができるということである。
従属請求項には、このような電気外科手術用アブレーション装置の有利な実施形態が開示される。

【0011】

なお、本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、任意の組み合わせで組み合わせてもよいことを理解されたい。
本発明の更なる詳細、特徴及び利点は、図面を参照して理解される本発明の好適且つ例示的な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】マルチ周波数の電気外科手術用アブレーション装置の第１の基本的なセットアップを概略的に示す図である。

【図2】マルチ周波数の電気外科手術用アブレーション装置の第２の基本的なセットアップを概略的に示す図である。

【図3】第１の実施形態に係るアプリケータユニットと二共振アプリケータアンテナとの実質的な構成要素を概略的に示す図である。

【図4】第２の実施形態に係るアプリケータユニットと二共振アプリケータアンテナとの実質的な構成要素を概略的に示す図である。

【図5】アブレーションアンテナの先端領域と器官（臓器）を概略的に示す図である。

【図6】アプリケータアンテナの第３の実施形態を概略的に示す図である。

【図7】アプリケータアンテナの第４の実施形態を概略的に示す図である。

【図8】アプリケータアンテナの第５の実施形態を概略的に示す図である。

【図9】アプリケータアンテナの第６の実施形態を概略的に示す図である。

【図10】アプリケータアンテナの第７の実施形態を概略的に示す図である。

【図11】アプリケータアンテナの第８の実施形態を概略的に示す図である。

【図12】アプリケータアンテナの第９の実施形態を概略的に示す図である。

【図13】アプリケータアンテナの第１０の実施例を概略的に示す図である。

【図14】アプリケータアンテナの第１１の実施形態を概略的に示す図である。

【図15】給電部の例示的な実施形態を概略的に示す図である。

【図16】ＭＲ撮像中に使用するのに適したアプリケータアンテナの配置を概略的に示す図である。

【図17】ＭＲ撮像制御下でのアブレーション処置を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１には、２つ以上の異なるＲＦ周波数を有するＲＦアブレーション信号の形態で、好ましくはマイクロ波周波数域で、電磁放射線エネルギーを生成するとともに、この電磁放射線エネルギーを切除すべき標的組織又は病変部内に放射するための電気外科手術用アブレーション装置の第１の基本的なセットアップが概略的に示されている。好ましくは、このような周波数は、通常、許可された工業・科学・医療（ＩＳＭ）周波数域によれば、約９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚの範囲であり、上限は約９〜１２ＧＨｚまでの範囲である。
この装置は、実質的に、操作ユニット１（通常、静止ユニットである）と、アプリケータアンテナ４（アブレーションアンテナとも呼称される）を含む手持ち式アプリケータユニット３と、手持ち式アプリケータユニット３を操作ユニット１に接続するような接続ケーブル２と、を有している。

【0014】

操作ユニット１は、例えば、アプリケータユニット３を制御するための、具体的にはアプリケータアンテナ４によって送信すべきＲＦアブレーション信号の生成を起動させ且つその電力及び周波数を選択するための制御システム１１と、好ましくは、接続ケーブル２及び／又はアプリケータユニット３を冷却するための冷却システム１２と、を有している。電源等の更なるシステムを、操作ユニット１内に含めることができる。

【0015】

手持ち式アプリケータユニット３は、好ましくは、それぞれ生成及び増幅するために制御システム１１によって制御されるような少なくとも１つのマイクロ波発生器と、ＲＦ出力増幅器３３ａ，．．．，３３ｄと、を有しており、所望のＲＦ出力及び周波数を含むＲＦアブレーション信号が、組織を切除するためにアプリケータアンテナ４により送信される。

【0016】

少なくとも１つのマイクロ波発生器及びＲＦ出力増幅器３３ａ，．．．，３３ｄを手持ち式アプリケータユニット３内に一体化させることは、これらの構成要素を操作ユニット１内に一体化させることに比べて、マイクロ波（出力）接続ケーブルによって、操作ユニット１を手持ち式アプリケータユニット３に接続する必要がないという利点を有する。こうして、接続ケーブル２をより長くすることができ、より高い周波数のマイクロ波を使用することができ、ＲＦ出力損失が従来のマイクロ波接続ケーブルのように発生しなくなり、それによって、ＲＦ出力要件が低減され、スタンドアロン型マイクロ波アブレーションシステム及び例えば磁気共鳴撮像システムの内部の併用治療アブレーションの設計の自由度が増大する。更なる構成要素、例えば、ディスプレイユニット、ＲＦ出力増幅器３３ａ，．．．，３３ｄのスイッチのオン／オフを手動で切り替えるための、且つ送信されるＲＦアブレーション信号のＲＦ出力及び／又は周波数を選択するためのスイッチユニット等を、アプリケータユニット３内に含めることができる。

【0017】

さらに、アプリケータユニット３には、アプリケータアンテナ４が設けられている。一般的に、アプリケータアンテナ４は、少なくとも２つの異なる周波数の電磁放射線エネルギー（すなわち、ＲＦアブレーション信号）を交互に（すなわち、順次に）又は同時に（すなわち、同時に）のいずれかで組織（病変部）の標的ボリューム内に放射するために設けられている。これを実現するために、様々な解決策が、以下に提案されており、これらの解決策は、互いに任意の組み合わせで使用することもできる。

【0018】

図１によれば、アプリケータアンテナ４は、例えば、複数のアンテナ針(needle)４１ａ，．．．，４１ｄを含んでいる。明瞭にするためだけに、以下では、このアンテナ４は、４つのアンテナ針４１ａを含んでいるが、これらの説明は、同様に他の数のアンテナ針に適用されることが想定される。

【0019】

４つのアンテナ針４１ａ，．．．，４１ｄは、好ましく、モノ共振（mono-resonant）である、すなわち、それらアンテナ針は、４つの異なる周波数のうちの１つでそれぞれ共振する（好ましくは、λ／４共振）ように寸法決めされている。従って、マイクロ波アブレーションは、選択される１つの共振周波数で行われる、又は関連するアンテナ針を選択するとともに起動させることにより、同時に４つの異なる周波数までで共振させることができる。以下では、これらの周波数が、上述したように、マイクロ波周波数域にあると想定されている。

【0020】

従って、図１によるアプリケータユニット３は、４つのアンテナ針４１ａ，．．．，４１ｄにそれぞれ並列に給電するために、ＲＦ出力増幅器３３ａ，．．．，３３ｄを含む４つのマイクロ波発生器を有している。それぞれ、１つのＲＦアブレーション信号が、ＲＦアブレーションエネルギーを標的組織内に放射するために、４つの異なる周波数のうちの１つを有している。

【0021】

アプリケータユニット３、具体的にはマイクロ波発生器及びＲＦ出力増幅器３３ａ，．．．，３３ｄが、それぞれ、操作ユニット１に含まれる制御システム１１によって生成される（好ましくは、光学式の）デジタル制御信号によって、アンテナ針４１ａ，．．．，４１ｄに送達すべく、周波数及び／又はＲＦ出力レベルの活性化及び選択するために好ましく制御される。従って、接続ケーブル２は、好ましくは、関連する（光学式の）制御信号を送信するための光ファイバ２２を含んでいる。

【0022】

このようなデジタル制御信号を受信するとともに処理するために、アプリケータユニット３は、関連するインターフェイス３１と、好ましくは、このようなデジタル制御信号をマイクロ波発生器及びＲＦ出力増幅器３３ａ，...，３３ｄに分配するようなプログラム可能なＤＤＳ３２とを含む。

【0023】

アプリケータユニット３に電力を供給するために、接続ケーブル２は、ＤＣ電源ケーブル２１を有している。最後に、接続ケーブル２は、好ましくは、冷却ライン２３を有しており、この冷却ラインは、操作ユニット１に含まれる冷却システム１２からの冷却媒体、具体的には液体をアプリケータユニット３に供給し、且つ及び公知の方法で再び返送する。好ましくは、温度センサが、その温度を感知するためにアプリケータユニット３に設けられている。ここで、温度が特定の最大許容閾値を超える場合にマイクロ波発生器及びＲＦ出力増幅器３３ａ，．．．，３３ｄのスイッチをオフにするために、センサ信号を、光ファイバ２２を介して操作ユニット１の制御システム１１にフィードバックすることができる。

【0024】

図２には、電気外科手術用アブレーション装置の第２の基本的なセットアップが示されている。
図１のような同一又は対応するユニット及び構成要素には、図２において同一又は対応する参照符号を付している。従って、第１の実施形態との相違点のみを以下で説明するものとする。
第１のセットアップと対照的に、アプリケータアンテナ４は、１つのアンテナ針４１のみを有しているが、このアンテナ針４１は、二共振又はマルチ共振となるような寸法決めされている。すなわち、このアンテナ針４１は、以下で説明するように、２つ（又はそれ以上）の異なるマイクロ波周波数で（好ましくは、λ／４波長で）共振するように励起させることができる。従って、２つ（又はそれ以上）のマイクロ波発生器及びＲＦ出力増幅器３３ａ，３３ｂには、アンテナ針４１に給電するために、２つ（又はそれ以上）の異なるマイクロ波周波数（ＲＦ出力レベルは異なっていてもよい）を有するＲＦアブレーション信号が提供されており、このＲＦアブレーション信号は、ユーザによって選択することができ、且つ同時に又は順次に送信することができる。あるいはまた、関連する２つ（又はそれ以上）の異なるマイクロ波周波数（好ましくは、ＲＦ出力レベル）の間で切り替えることができるような、１つのマイクロ波発生器又はＲＦ出力増幅器を、提供することができる。

【0025】

あるいはまた、例えばそれぞれが２つの異なる共振周波数で共振するように寸法決めされた２つのアンテナ針を提供することができ、それによって、トータル４つの異なる共振周波数が、アブレーションに利用可能となる。ここでも、マイクロ波発生器及びＲＦ出力増幅器３３ａ，．．．，３３ｄが、それぞれ、上述したように制御システム１１によって提供されたデジタル制御信号によって、アプリケータアンテナ４に送達すべく、周波数及び／ＲＦ出力の活性化及び選択するために好ましく制御される。

【0026】

特に、アンテナ針が組織内に部分的又は全体的に導入された場合に、アプリケータアンテナ４の異なる負荷によって、好ましくは同調（チューニング）及び整合（マッチング）装置３４が、一般的に公知のように、アプリケータアンテナ４の入力インピーダンスは、ＲＦ増幅器３３ａ，３３ｂの出力インピーダンスに整合されており、且つそれに応じて同調するように提供されており、それによって、生成されたＲＦ出力は、アブレーションアンテナ４で反射されない、又は最小値のみが反射される。これにより、ＲＦ出力は、組織内で熱エネルギーに最適に変換される。当然のことながら、これは、それぞれ、アプリケータアンテナ４及びアプリケータユニット３のすべての開示及び他の実施形態に適用される。

【0027】

最後に、図２には、例として、このような方法でアンテナ針４１をアプリケータユニット３のハウジングに接続するための随意のコネクタ４２ａが示されており、このアンテナ針４１は、使用後に廃棄及び交換するために、ユーザによりハウジングから容易に分離することができる。

【0028】

図３には、第１の実施形態に係るアプリケータユニット３と二共振アプリケータアンテナ４との実質的な構成要素が示されている。
アプリケータユニット３は、例として、第１のＲＦ出力増幅器３３ａと、第２のＲＦ出力増幅器３３ｂと、従来のＰＩＮスイッチ３５とを有している。第１及び第２の増幅器３３ａ，３３ｂの入力は、それぞれ、第１及び第２のＲＦ（マイクロ波）信号発生器（図示せず）に接続されており、第１のＲＦ信号発生器は、第１の周波数ｆ１を有する第１のＲＦアブレーション信号を生成し、第２のＲＦ信号発生器は、第２周波数f２を有する第２のＲＦアブレーション信号を生成する。これらのＲＦ信号は、関連する組織のＲＦアブレーションの必要に応じて、関連する第１及び第２のＲＦ出力増幅器３３ａ，３３ｂによってそれぞれ増幅される。第１及び第２のＲＦ出力増幅器３３ａ，３３ｂの出力は、ＰＩＮスイッチ３５の第１及び第２のＰＩＮダイオードのＤ１，Ｄ２にそれぞれ接続されている。第１及び第２のＰＩＮダイオードＤ１，Ｄ２は、増幅された第１又は第２のＲＦアブレーション信号をアプリケータアンテナ４に印加するために、第１及び第２のインダクタンスＬ１，Ｌ２をそれぞれ介して関連する第１及び第２のバイアス電圧Ｕ１，Ｕ２をそれぞれ適用することにより、導電性又は非導電性を切り替えることができる。

【0029】

アプリケータアンテナ４は、二共振アンテナ（ここでも好ましくは、λ／４波長である）であり、この二共振アンテナは、第１の周波数ｆ１で第１のＲＦアブレーション信号を送信する第１の共振素子４１１と、第２の周波数f２で第２のＲＦアブレーション信号を送信する第２の共振素子４１２とを有するような実質的に螺旋状アンテナの形態である。

【0030】

第１の共振素子４１１は、内部導体と外部ＲＦ遮蔽体とを有する同軸導体構造である。第２の共振素子４１２は、第１の共振素子４１１の周りに巻回された（螺旋状）コイルによって提供されており、ここでコイルの基端部４１２ａは、同軸導体構造の内部導体に接続されている。コイルの先端４１２ｂ及び同軸導体構造４１１Ｃの先端、すなわち内部導体の先端及びＲＦ遮蔽体の先端は、互いに電気絶縁されている、好ましくは、電気絶縁性材料で製造されるキャリアにその同じものを固定することにより、電気絶縁されている。

【0031】

同軸導体構造のＲＦ遮蔽体は、互いに電気絶縁された２つ以上の遮蔽スタブ４１１ａ，４１１ｂの形態で実現されており、これら遮蔽スタブ４１１ａ，４１１ｂは、所望の第１及び第２の共振周波数を同調させるために、及び／又は二共振アプリケータアンテナ４の共振素子４１１，４１２に沿ってより均一な電流分布を得るために、互いにそれら軸方向の長さ及び直径及び距離に関して寸法決めされている。好ましくは、第１の共振素子４１１は、第２の共振素子４１２と比較して、２つのマイクロ波アブレーション周波数のうちのより高い周波数に同調されており、第２の共振素子は、特に１／４波長アンテナとして実現されている。

【0032】

アプリケータアンテナ４の組織内への導入を容易にするために、第１及び第２の共振素子４１１，４１２は、絶縁材料から作製された共通スリーブ（図示せず）によって好ましく取り囲まれている。
第１及び第２の共振素子４１１，４１２の寸法、すなわち、軸方向長さ及び直径、コイルの巻数又はインダクタンス、及び遮蔽スタブの寸法は、好ましくは、既知の電磁界シミュレーションプログラムによって選択された第１及び第２のマイクロ波アブレーション周波数に依存して計算される。

【0033】

最後に、アプリケータアンテナ４は、このアンテナがアプリケータユニット３に接続されるような同軸給電部４５を含んでいる。好ましくは、アプリケータアンテナ４は、使用後にアプリケータアンテナ４を容易に取外し且つ交換するために、図２を参照して上述したように、コネクタ４２ａによってアプリケータユニット３のハウジングに再び固定される。

【0034】

図４には、第２の実施形態に係るアプリケータユニット３と二共振アプリケータアンテナ４との実質的な構成要素が示されている。
図３による第１の実施形態のような同一又は対応する部品及び構成要素には、同一又は対応する参照符号を付している。以下では、第３の実施形態との相違点のみを実質的に説明する。

【0035】

ＰＩＮスイッチ３５の代わりに、アプリケータユニット３は、従来のダイバーシティ回路の形態のダイプレクサ３６を含む。このような回路３６は、特に３つの機能を有しており、すなわち、第１及び第２のＲＦアブレーション信号を結合させ、第１及び第２の増幅器３３ａ，３３ｂの出力を互いに切り離し、且つ増幅器の出力におけるインピーダンスをＲＦアブレーションアンテナの入力におけるインピーダンスに整合させる機能を有している。
従って、この実施形態は、第１及び第２のＲＦアブレーション信号を同時に送信するのに特に適している。

【0036】

ここでも、ダイプレクサ３６は、第１の増幅器３３ａの出力に接続された第１の入力と、第２の増幅器３３ｂの出力に接続された第２の入力とを含む。また、ダイプレクサ３５は、アプリケータアンテナ４に接続された１つの出力を含む。ダイプレクサ３６の第１の入力と出力との間には、第１のインダクタンスＬ１１が第１のコンデンサＣ１１に直列接続されており、第１のコンデンサＣ１１は、第２のインダクタンスＬ１２と第２のコンデンサＣ１２とが直列接続されたものに、並列接続されている。ダイプレクサ３６の第２の入力と出力との間には、第３のコンデンサＣ２１が第４のコンデンサＣ２２に直列接続されており、第４のコンデンサＣ２２は、第３のインダクタンスＬ２１と第５のコンデンサＣ２３とが直列接続されたものに、並列接続されている。これらのコンデンサ及びインダクタンスは、上述した３つの機能が充足されるように、公知の方法で第１及び第２の周波数に依存して寸法決めされている。
アブレーションアンテナ４は、好ましくは、図３による第１の実施形態を参照して示され且つ説明したようなアンテナと同様である。

【0037】

図５には、特定の臓器Ｔ（例えば、肝臓）を含む器官Ｅが概略的に示されており、この臓器Ｔは、様々なサイズ及び異なる電気的特性を有する、切除すべき３つの病変部のＬ１，Ｌ２，Ｌ３（例えば腫瘍組織）を有している。このような異なる病変部を効果的に切除するために、関連する病変部に放射されるＲＦアブレーション信号の周波数及び／又は出力は、特に個々の病変部のサイズ及び電気的特性及び／又は他のパラメータに依存して適切に選択すべきである。

【0038】

適切に選択された周波数及びＲＦ出力レベルを有する個々のＲＦアブレーション信号によって、３つ（又は複数）の病変部のそれぞれを個別に切除するために、アプリケータアンテナ４は、適切なＲＦアブレーション信号が複数の病変部のうちの各１つにそれぞれ印加されるような３つ（又は対応する他の数）のアンテナ針４１ａ，．．．，４１ｃ（各々は、シングル共振又はマルチ共振とすることができる）を含んでいる。

【0039】

対応する病変部においてアンテナ針４１ａ，．．．，４１ｃの先端をより容易に位置決めするために、最初に、可撓性カテーテル４４ａ，．．．，４４ｃによってそれぞれ、ＭＲＩ又は超音波又はＸ線制御下で、病変部Ｌ１，．．．，Ｌ３のうちの１つにそのカテーテル先端を向けて又はその病変部のうちの１つに案内する。カテーテルの先端が、切除すべき関連する病変部（標的組織）に到達した場合に、対応するアンテナ針４１ａ，．．．，４１ｃは、そのアンテナ針がカテーテルの先端に、つまり所望の病変部に到達するまで、各カテーテル４４ａ，．．．，４４ｃの内腔に導入される。好ましくは、カテーテル４４ａ，．．．，４４ｃは、ホルダ４３によって互いに固定される。
カテーテル４４ａ，．．．，４４ｃが可撓性材料から作製される場合に、カテーテル内に導入すべきアンテナ針４１ａ，．．．，４１ｃの先端領域は、好ましくは、可撓性材料から作製される。

【0040】

図６には、アプリケータユニット３に接続される同軸給電部４５を含むような二共振アプリケータアンテナ４の別の実施形態が概略的に示されている。
図３及び図４による実施形態と同一又は対応する部品及び構成要素は、同一又は対応する参照符号を付している。以下では、これらの実施形態との実質的な相違点のみについて説明するものとする。

【0041】

二共振アンテナは、第１の周波数ｆ１で第１のＲＦアブレーション信号を送信するための第１の共振素子４１１と、第２の周波数f２で第２のＲＦアブレーション信号を送信するための第２の共振素子４１２とを含む。
第１の共振素子４１１には、内部導体及び外部ＲＦ遮蔽体を有する同軸導体構造が設けられている。第２の共振素子４１２には、第１の共振素子４１１の周りに巻回された（螺旋状）コイルが設けられており、このコイルの基端部４１２ａは、同軸導体構造の内部導体に接続されている。

【0042】

ここでも、コイルの先端４１２ｂ及び同軸導体構造の先端４１１ｂ、すなわち内部導体の先端及びＲＦ遮蔽体の先端は、互いに電気絶縁されている、好ましくは、電気絶縁材料から製造された共通のキャリアにその同じものを固定することにより、電気絶縁されている。
１つの遮蔽スタブ４１１ａの形態で外部ＲＦ遮蔽体を提供することにより、アンテナは、先端が共振器となる形態として実現することができる。図５に示すように、特にこのようなアンテナは、カテーテルと共に使用するための可撓性アンテナの形態で実現することができる。
第１及び第２の共振素子４１１，４１２の寸法、特に軸方向長さ及び直径、コイルの巻数又はインダクタンスは、好ましくは、既知の電磁界シミュレーションプログラムによって、選択された第１及び第２のＲＦアブレーション周波数に依存して計算される。

【0043】

図７には、同軸給電部４５が、この同軸給電部４５を同軸に取り囲む第１及び第２のバラン(balun)４５１，４５２を有するアプリケータアンテナ４の実施形態が概略的に示されている。第１バラン４５１は、第１の（より高い）周波数ｆ１の波長の約１／４に等しい、第１の（短い）長さＬｆ１に沿って延びており、この第１の周波数ｆ１で共振するように同調（調整）される。第２バラン４５２は、第２の（より低い）周波数f２の波長の約１／４に等しい、第２の（長い）長さＬｆ２に沿って延びており、この第２の周波数ｆ２で共振するように同調（調整）される。これらのバラン４５１，４５２は、二共振アンテナ４１１，４１２の先端で、第１及び第２の周波数ｆ１，f２のＲＦ電流に高インピーダンスを提供し、これによって、アプリケータアンテナの基端側の給電部４５の後方加熱が防止される。また、給電部４５上のＲＦ電流を制限することにより、両周波数ｆ１，f２の別個の放射パターン、を提供することができる。
二共振アンテナ４１１，４１２は、好ましくは、図３又は図６に示されており、且つ図３又は図６に関して上述したように提供される。

【0044】

同軸給電部４５及び二共振アンテナ４１１，４１２の間に、好ましくは、同軸給電部４５の内部導体及び外部導体の間に第１のコンデンサＣ１を含むような整合回路３４が、（図２を参照して上述したように）接続されている。第２のコンデンサＣ２と第１のインダクタンスＬ１との並列接続は、同軸給電部４５の内部導体と、アプリケータアンテナ４に接続された整合回路３４の出力との間に行われている。あるいはまた、整合回路３４は、集中した素子の代わりに、ストリップライン回路によって既知の方法によって実現することができる。
この整合回路３４により、給電部４５の出力におけるインピーダンスが、所望の共振周波数に亘って二共振アンテナの入力におけるインピーダンスに整合される。必要な場合に、このような整合回路３４は、公知の方法で他の任意の実施形態に提供してもよい。

【0045】

図８（Ａ）には、第１及び第２の共振素子を含む二共振アンテナの形態で再びアプリケータアンテナ４の別の実施形態が概略的に示されており、第１の共振素子は、第１のマイクロ波周波数で共振する第１の導体構造４１１の形態であり、第２の共振素子は、第２のマイクロ波周波数で共振する第２の導体構造４１２の形態である。これらの導体構造は、特にストリップラインであり、好ましくは円筒形ホルダ又はキャリア４６の周りに互いに平行に巻回されている。ここでも、導体構造４１１，４１２の寸法、特にそれらの長さ及び幅、これら構造体の巻数又はインダクタンスは、好ましくは、既知の電磁界シミュレーションプログラムによって（ここでも好ましくはλ／４波長である）選択された第１及び第２の共振周波数に依存して計算される。

【0046】

キャリア４６は、例えば円形又は楕円形の断面を有するロッドであり、セラミック材料又は可撓性材料又は他の電気絶縁材料で作製されている。このようなキャリア４６には、液体等の冷却媒体がアブレーションアンテナを冷却するために供給されるように内側チャンネルを設けることができる。
また、図８（Ａ）には、第１及び第２の周波数ｆ１、f２をそれぞれ有する第１及び第２の両方のＲＦアブレーション信号が印加されるような、給電部に接続された入力を有するダイプレクサ３６が示されており、ここで、ダイプレクサ３６の第１出力は、第１の導体構造４１１に接続されており、ダイプレクサ３６の第２の出力は、アプリケータアンテナ４の第２の導体構造４１２に接続されている。

【0047】

ダイプレクサ３６は、それぞれ、第１及び第２のＲＦアブレーション信号を第１及び第２の導体構造に切り離し(decouple)且つ供給するために提供されており、且つ給電部のインピーダンスとＲＦアブレーションアンテナのインピーダンスとを整合させるために提供される。ダイプレクサ３６は、拡大して、図８（Ｂ）に示されている。入力と第１の出力との間において、ダイプレクサ３６は、第１のコンデンサＣ１１と第１のインダクタンスＬ１１との直列接続を含んでおり、第２のコンデンサＣ１２が第１のインダクタンスＬ１１と並列接続されている。入力と第２の出力との間において、ダイプレクサ３６は、第２のインダクタンスＬ２１と第３のインダクタンスＬ２２との直列接続を含んでおり、第３のコンデンサＣ２１が第３のインダクタンスＬ２２に並列接続されている。これらの導体及びインダクタンスは、第１の出力が第２出力から切り離されるような既知の方法で寸法決めされ、すなわち、第１出力において第１のＲＦアブレーション信号のみが、第２の出力において第２のＲＦアブレーション信号のみが、それぞれ、第１及び第２の導体構造４１１，４１２において第１及び第２の共振をそれぞれ励起するするために、適用される。ダイプレクサ３６は、例えばキャリア４６内に小型化された形態で提供することができる。

【0048】

図９には、アプリケータアンテナ４の別の実施形態が概略的に示されており、このアンテナ４は、ここでも、第１のマイクロ波周波数において共振（好ましくは、λ／４共振）する第１の導体構造４１１と、第２のマイクロ波周波数において共振（好ましくは、λ／４共振）する第２の導体構造４１２とを有するような二共振アンテナの形態である。導体構造は、図８による実施形態とは対照的に、好ましくは互いに平行にホルダ又はキャリア４６上に適用されており、且つホルダ４６の長手方向に延びている。ホルダ４６は、プリント基板等の平坦なホルダの形態で提供することもできる。ここでも、導体構造４１１，４１２の寸法、特にそれらの長さ及び幅は、好ましくは、既知の電磁界シミュレーションプログラムにより、選択された第１及び第２のマイクロ波アブレーション周波数及び互いからの所望の切り離し(decoupling）に依存して計算される。

【0049】

また、図９には、図７に示されるように、ＲＦアブレーションアンテナの給電部４５と第１及び第２の導体構造４１１，４１２の基端との間に好ましく接続された整合回路３４が示されている。この整合回路３４とその構成要素の機能に関して、参照が、図７に関連して上述したように行われる。

【0050】

図１０には、図９による実施形態とは対照的に、第１及び第２の共振導体構造４１１，４１２が直列に接続されたアプリケータアンテナ４の別の実施形態が概略的に示されており、ここでコンデンサＣとインダクタンスＬとを並列接続した例示的な形態の並列共振回路が、両方の導体構造４１１，４１２の間に接続されている。また、図１０には、図９に示されるような整合回路３４が示されている。

【0051】

図１１には、少なくとも第１、第２及び第３の導体構造４１１，４１２，４１３を含むマルチ共振アンテナの形態のアプリケータアンテナ４の別の実施形態が示されている。ここで、これらの導体構造は、それぞれ、第１、第２及び第３のマイクロ波周波数で共振（好ましくは、λ／４共振）する。導体構造は、この例では円形断面を有するロッドの形態で実現されるホルダ又はキャリア４６上に適用される。好ましくは、上述したような導体構造を包囲する電気絶縁ホース４６１がこの図に示されている。また、図１１には、図７を参照して示し且つ説明したような、整合回路３４が示されている。

【0052】

給電部４５の好ましい構成が、図１２に示されている。この給電部４５（アプリケータアンテナの他の実施形態に関連して使用することができる）は、ＭＲ画像において実質的に透明となるように作られており、このため、ＭＲＩ制御下で病変部を切除すべき組織Ｔ内に導入するのに適している。
ＭＲ透過性は、少なくとも１つのコンデンサ４５１を給電部４５の各ラインに直列に接続することにより得られる（すなわち、ＲＦ遮蔽体及び内部導体内に同軸ラインが形成される場合である）、ここで、コンデンサは、マイクロ波アブレーション信号が、マイクロ波周波数において低挿入損失(low insertion loss)によってコンデンサを通過することができるような寸法である。

【0053】

図１３には、図１１によるマルチ共振アンテナ及び整合回路が示されている。また、この図には、直列コンデンサ４５４によって接続された複数の導体セクションを設けることによりＭＲＩ適合性が得られた給電部４５が示されている。
これらのコンデンサ４５４は、マイクロ波アブレーション周波数において低く、且つさらに低いＭＲＩ周波数において高いインピーダンスを有する。コンデンサは、離散したコンデンサ４５４の形態で、及び／又は箔と誘電絶縁材料とを用いて実現することができる。さらに、図１３には、アプリケータアンテナを取り囲む外側絶縁カバー４５５が示されており、ここで、給電部４５は、誘電材料４５３によって同軸に取り囲まれている。この誘電材料４５３は、外側絶縁カバー４５５が適用される金属遮蔽体４５２に同軸に取り囲まれている。

【0054】

図１４には、共振導体構造４１１，４１２が、給電部４５に誘導結合される及びこの給電部４５からガルバニック的に切り離されたアプリケータアンテナの実施形態が示されている。
給電部４５は、チューブ要素４１３内に挿入されるインダクタンス４１４の形態の結合装置を含む。チューブ要素４１３の外面において、共振導体構造４１１，４１２は、第１の巻線パターンを有する第１のコイル４１１及び第２の巻線パターンを有する第２のコイル４１２の形態で図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に例示的に示されており、各共振導体構造は、それぞれ第１及び第２のアブレーション信号を生成する。コイル４１１，４１２は、好ましくは、遮蔽体４１５によって取り囲まれている。

【0055】

給電部４５を介して供給された第１及び第２のアブレーション信号は、図８に関連しての説明ようにダイバーシティスイッチ３６介してインダクタンス４１４に印加され、且つ共振導体構造４１１，４１２内に誘導結合される。この誘導結合を制御するために、インダクタンス４１４は、図１４の矢印Ｐ１で示されるように、チューブ要素４１３内でその軸線方向にシフトさせることが好ましい。

【0056】

図１５には、給電部４５の実施形態が示されている。この給電部４５は、従来のコネクタ４５ｃによって互いに接続されている第１のケーブル部４５ａと第２のケーブル部４５ｂとを含んでいる。第１のケーブル部４５ａは、特に低い電力損失を有するように実現されており、ここで、第２のケーブル部４５ｂは、特に可撓性を有して実現されており、好ましくは、組織内に導入可能にするために、（低損失ケーブル部４５ａの直径ｄ１よりも小さい）特に小さい直径ｄ２を有している。最後に、図１５には、図１１を参照して上述したように、電気絶縁ホース４６１によって包囲されるような、上述した第１及び第２の共振導体構造４１１，４１２を有するアブレーションアンテナが概略的に示されている。

【0057】

図１６には、ＭＲ検査中に使用するために特に提供された二共振アプリケータアンテナの実施形態が示されており、このアプリケータアンテナ及び接続された給電線が、ＭＲ撮像装置のＲＦ／ＭＲ励起フィールドに露出されている。共通モード電流がアンテナ上に誘起され且つ供給ラインに沿って伝搬するのを防止するために、バラン４３ａ，４３ｂ，２４は、このような電流を阻止するために設けられている。

【0058】

図１６に示す実施例は、それぞれ、第１及び第２のマイクロ波周波数で共振する２つの単一の共振アプリケータアンテナ又はアンテナ針４１ａ，４１ｂを含んでいる。こうして、第１のバラン４３ａは、第１のアンテナ４１ａの給電ラインに接続されており、第２のバラン４３ｂは、第２のアンテナ４１ｂの給電ラインに接続されている。バラン４３ａ，４３ｂは、関連する組織に導入するのに適している。

【0059】

また、図１６には、それぞれ、第１及び第２のマイクロ波周波数を有する第１及び第２のアブレーション信号をそれぞれ生成し且つ増幅するための第１及び第２のマイクロ波発生器と増幅器３３ａ，３３ｂが示されており、これらのアブレーション信号は、それぞれ、第１及び第２のアンテナ４１ａ，４１ｂによって放射される。マイクロ波発生器及び増幅器３３ａ，３３ｂは、光ファイバ２２によって供給される光信号によって好ましくは制御されるが、電源は、第３のバラン２４が接続されるガルバニックケーブルによって供給される。

【0060】

一般に、バラン４３ａ，４３ｂ，２４は、ＭＲ周波数に対して高いインピーダンスを有しており、マイクロ波アブレーション周波数に対して低挿入損失を有しており、且つ図７に示されるような３軸同軸ケーブル等の関連するケーブルの一部である、或いはマイクロ波ケーブルは、ソレノイドの形態で巻回されており、ＭＲ周波数に応じてＲＦ遮蔽体又はコンデンサを用いて同調（調整）される。

【0061】

図１７には、上述したような二共振アブレーションアンテナを用いたマイクロ波アブレーション処置のフローチャートが示されており、この処置は、好ましくは、ＭＲＩ制御下で行われる。
第１のステップでは、切除すべき病変部を含む臓器又は組織又は身体又はボリュームの一部が、ＭＲ撮像手順及びセグメント化によって撮像される。第２のステップでは、関連するボリュームの電磁特性のモデルを確立する。第３のステップでは、アブレーションプロセスの速い電磁シミュレーションが、周波数の適切な値や、マイクロ波アブレーションプロセスのデューティサイクル及び出力を評価するために、電磁モデルに基づいて行われる。これらのデータは、第４のステップにおいて格納される。次に、実際のマイクロ波アブレーションプロセスが、第４のステップで格納されたデータを用いて第５のステップを開始する。好ましくは、アブレーションプロセス及び関連する組織内での温度の進行及び他のパラメータは、第６のステップ中の関連する組織のＭＲ撮像によりリアルタイムで監視されている。温度及び／又は他のパラメータが所定の閾値を超えた場合に、アブレーションプロセスのために格納され且つこのプロセスのために現在使用されるような関連データが、それに応じて適合される。最終的に、病変部が切除されると、切除処置が停止される。

【0062】

本発明は、図面及び前述した詳細な説明において詳細に図示及び説明してきたが、このような例示及び説明は、例示又は説明目的であり、限定的ではないことを考慮されたい。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。上述した本発明の実施形態の変形形態は、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の範囲から逸脱することのない範囲で可能である。

【0063】

開示された実施形態に対する変形形態は、図面、詳細な説明、及び添付の特許請求の範囲の検討から特許請求の範囲に記載された発明を実施する際に当業者によって理解され、達成することができる。特許請求の範囲において、単語「備える、有する、含む(comprising)」は、他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「１つの(a, an)」は、複数を除外するものではない。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲における任意の参照符号は、特許請求の範囲を制限するものとして解釈すべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8(A)】

【図8(B)】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】