特許 7547500 腫瘍切除用のマルチプローブ統合電熱モジュール（ＥＴＭ）装置を使用するため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】

(24)【登録日】2024-08-30

(45)【発行日】2024-09-09

(54)【発明の名称】腫瘍切除用のマルチプローブ統合電熱モジュール（ＥＴＭ）装置を使用するためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 18/08 20060101AFI20240902BHJP

   A61B 18/02 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

A61B18/08

A61B18/02

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022561459

(86)(22)【出願日】2020-04-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-07

(86)【国際出願番号】 US2020027369

(87)【国際公開番号】W WO2021206714

(87)【国際公開日】2021-10-14

【審査請求日】2023-04-06

(73)【特許権者】

【識別番号】521442637

【氏名又は名称】バード・ペリフェラル・バスキュラー・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100172041

【弁理士】

【氏名又は名称】小畑 統照

(72)【発明者】

【氏名】シン，アシーム

(72)【発明者】

【氏名】アケレレ－アレ，オラディポ・ピーター

(72)【発明者】

【氏名】ラミレス，ルーベン

(72)【発明者】

【氏名】モール，エリック

(72)【発明者】

【氏名】エルドレッド，ダニエル

【審査官】和田 将彦

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０７２３８１８４（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】特開平０７－１１０１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５２７７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２７８７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１３００５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０１６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１９７９９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１３－５０９９６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １８／０８

Ａ６１Ｂ １８／０２

Ａ６１Ｂ １８／００

Ａ６１Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

腫瘍切除プローブ装置を利用して温度プロファイルの精度を制御しながら腫瘍を切除するためのシステムであって、
腫瘍切除プローブ装置であって、複数の電熱モジュール（ＥＴＭ）が配設される装置面を備え、前記腫瘍切除プローブ装置の遠位端に、腫瘍に突き入るように構成された先端が設けられると共に、前記装置面上で前記先端に対して近位に配設された前記複数の電熱モジュール（ＥＴＭ）が設けられ、各ＥＴＭが、第１の表面要素と、前記第１の表面要素の反対側にあって前記第１の表面要素に対してｐｎ結合を介して電気的に接続されている第２の表面要素と、を含む、腫瘍切除プローブ装置と、
前記腫瘍切除プローブ装置と非一時的コンピュータ記憶媒体とに対して通信可能に結合された回路コントローラと、
を備えるシステムにおいて、前記非一時的コンピュータ記憶媒体は命令を記憶しており、命令が前記回路コントローラによって実行されると、前記システムが、
前記回路コントローラによって、前記複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭに、第１の極性の第１の電圧および前記第１の極性とは逆の第２の極性の第２の電圧のうち１つを供給し、ここにおいて、前記少なくとも１つのＥＴＭが、前記第１の極性を与えられると、前記第１の表面要素を加熱すると共に前記第２の表面要素を冷却し、前記第２の極性を与えられると、前記第１の表面要素を冷却すると共に前記第２の表面要素を加熱し、
前記システムが、前記回路コントローラによって、時間シーケンスサイクルを基に、前記第１の極性と前記第２の極性とを繰り返し交番させ、各ＥＴＭが、前記回路コントローラによって個別に制御されるように構成されている、システム。

【請求項2】

腫瘍を切除するためのシステムであって、前記回路コントローラに、前記非一時的コンピュータ記憶媒体に記憶されたさらなる命令を実行させることにより、前記複数のＥＴＭのうち前記少なくとも１つのＥＴＭに、前記第１の極性の前記第１の電圧および前記第２の極性の前記第２の電圧のうち１つを供給し、前記複数のＥＴＭのうち少なくとも１つの他のＥＴＭには供給しない、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記遠位端に、前記複数のＥＴＭのうち前記少なくとも１つのＥＴＭが配設される第１のプローブアームと、前記複数のＥＴＭのうち少なくとも１つの他ＥＴＭが配設される第２のプローブアームと、が設けられ、前記第１のプローブアームおよび前記第２のプローブアームの各々が、前記回路コントローラによって個別に制御されるように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１の極性が正であって前記第２の極性が負である、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１の極性が負であって前記第２の極性が正である、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記第１の電圧が前記第２の電圧と等しい、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１の電圧が前記第２の電圧とは異なる、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記時間シーケンスサイクルが約２秒～約５秒である、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記少なくとも１つのＥＴＭが、前記第１の極性を与えられると、前記第１の表面要素を約４５℃～約５０℃に加熱し、前記第２の極性を与えられると、前記第１の表面要素を約－１０℃に冷却する、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

各ＥＴＭの前記第１の表面要素が、ｐｎ結合を介して、各ＥＴＭの前記第２の表面要素に対して電気的に接続されている、請求項１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本明細書は、概して、癌を治療するための医療機器に関し、より詳細には、腫瘍壊死を達成するために患者の体内の治療エリアにおける腫瘍を切除するように構成されて動作可能な医療機器に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]腫瘍成長に対処するための一般的な治療は、侵襲性の外科的切除技法および侵襲性が最小限の切除技法を含む。無線周波数（ＲＦ）治療は容認された切除技法である。一般に、ＲＦ治療は、腫瘍を完全に崩壊させようとすると困難に直面することがある。さらに、ＲＦ治療は、疾病領域の内部のプローブ設定に関する他の潜在的な併発症とともに、周囲の健康な組織の領域への熱伝達など、腫瘍縁の画定が不正確になる可能性があるため、切除の対象とされた領域を超えた組織の領域に影響を及ぼす。直接的な（熱）切除または間接的な熱（マイクロ波）切除を引き起こす他の治療方法にも、類似の併発症が起こる可能性がある。

【0003】

[0003]したがって、影響が及ぶ位置に関して、外部領域を避けながら不健康な組織を切除するために、優れた腫瘍縁を維持する一方で腫瘍壊死を強化するように、影響が及ぶ位置において温度プロファイルを正確に制御する腫瘍切除システムおよび方法が必要である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

[0004]一実施形態では、腫瘍切除プローブ装置を利用して温度プロファイルの精度を制御しながら腫瘍を切除するためのシステムは、腫瘍切除プローブ装置と、腫瘍切除プローブ装置と非一時的コンピュータ記憶媒体とに対して通信可能に結合された回路コントローラと、を含み得る。遠位端は、装置面上で近位に配設された複数の電熱モジュール（ＥＴＭ）を含み得る。各ＥＴＭが、第１の表面要素と、第１の表面要素の反対側にあって第１の表面要素に対して電気的に接続されている第２の表面要素と、を含み得る。非一時的コンピュータ記憶媒体は命令を記憶しており、命令が回路コントローラによって実行されると、システムは、回路コントローラによって、複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭに、第１の極性の第１の電圧および第１の極性とは逆の第２の極性の第２の電圧のうち１つを供給し、回路コントローラによって時間シーケンスサイクルを基に、第１の極性と第２の極性とを繰り返し交番させる。少なくとも１つのＥＴＭが、第１の極性を与えられると、第１の表面要素を加熱すると共に第２の表面要素を冷却する。この、少なくとも１つのＥＴＭは、第２の極性を与えられると、第１の表面要素を冷却すると共に第２の表面要素を加熱する。各ＥＴＭは、回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得る。

【0005】

[0005]他の１つの実施形態では、腫瘍切除プローブ装置を利用して温度プロファイルの精度を制御しながら腫瘍を切除するための方法は、腫瘍切除プローブ装置の遠位端を組織に配設するステップを含み得、遠位端は、装置面上で近位に配設された複数の電熱モジュール（ＥＴＭ）を備える。各ＥＴＭが、第１の表面要素と、第１の表面要素の反対側にあって第１の表面要素に対して電気的に接続されている第２の表面要素と、を含み得る。この方法は、腫瘍切除プローブ装置に対して通信可能に結合された回路コントローラによって、複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭに、第１の極性の第１の電圧および第１の極性とは逆の第２の極性の第２の電圧のうち１つを供給するステップをさらに含み得る。少なくとも１つのＥＴＭは、第１の極性を与えられると、第１の表面要素を加熱すると共に第２の表面要素を冷却し、第２の極性を与えられると、第１の表面要素を冷却すると共に第２の表面要素を加熱する。この方法は、回路コントローラによって、時間シーケンスサイクルを使用して第１の極性と第２の極性とを繰り返し交番させるステップをさらに含み得る。各ＥＴＭは、回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得る。

【0006】

[0006]別の実施形態では、腫瘍切除プローブ装置を利用して温度プロファイルの精度を制御しながら腫瘍を切除するための方法は、腫瘍切除プローブ装置の遠位端を組織に配設するステップであって、遠位端が第１のプローブアーム上の少なくとも１つの電熱モジュール（ＥＴＭ）および第２のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭを備える、ステップと、腫瘍切除プローブ装置に対して通信可能に結合された回路コントローラによって、第１のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭ、第２のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭ、またはその両方に、１つまたは複数の電圧を供給されるＥＴＭとして、第１の極性の第１の電圧および第１の極性とは逆の第２の極性の第２の電圧のうち１つを供給するステップと、を含み得る。各ＥＴＭが、第１の表面要素と、第１の表面要素の反対側にあって第１の表面要素に対して電気的に接続されている第２の表面要素と、を含み得る。第１の極性が与えられると、電圧を供給された１つまたは複数のＥＴＭが、それぞれ第１の表面要素を加熱すると共に第２の表面要素を冷却する。第２の極性が与えられると、電圧を供給された１つまたは複数のＥＴＭが、それぞれ第１の表面要素を冷却すると共に第２の表面要素を加熱する。この方法は、回路コントローラによって、時間シーケンスサイクルを使用して第１の極性と第２の極性とを繰り返し交番させるステップをさらに含み得る。第１のプローブアームおよび第２のプローブアームの各々が、回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得る。

【0007】

[0007]本明細書で説明された実施形態によって提供されるこれらの機能およびさらなる機能は、以下の詳細な説明を図面に関連して考慮すれば、より十分に理解されよう。
[0008]図面に明記される実施形態は、本質的に、例証となる具体例であり、特許請求の範囲によって定義される主題を制限するように意図されたものではない。例証となる実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面とともに読み取られたとき理解され得、類似の構造体は類似の参照数字で示されている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】[0009]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、統合電熱モジュール（ＥＴＭ）を含む複数のプローブを有する腫瘍切除プローブ装置の側面斜視図である。

【図2】[0010]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、腫瘍を治療するために使用される図１の腫瘍切除プローブ装置の側面図である。

【図3】[0011]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、図１の腫瘍切除プローブ装置の一実施形態の側立面図である。

【図4】[0012]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、バルーン開口部を含む別の腫瘍切除プローブ装置のカテーテルの別の実施形態の側面図である。

【図5】[0013]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、図４のカテーテルとともに使用するＥＴＭを含むバルーンを有するニードルの側面図である。

【図6】[0014]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、統合ＥＴＭが装着されているニードルを含む別の腫瘍切除プローブ装置の側面図である。

【図7】[0015]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、統合ＥＴＭを有するリブ付きコーンを含む別の腫瘍切除プローブ装置の側面図である。

【図8】[0016]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、図７のリブ付きコーンが広がったり引っ込んだりするように構成された開口部を含むカテーテルの側面図である。

【図9】[0017]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、統合電熱モジュール（ＥＴＭ）の斜視図である。

【図10】[0018]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、図１～図９の腫瘍切除プローブ装置システムを使用するための処理のフローチャートである。

【図11】[0019]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、図１～図９の腫瘍切除プローブ装置システムを使用するための別の処理のフローチャートである。

【図12】[0020]本明細書に示されて説明された１つまたは複数の実施形態による、図１～図９の腫瘍切除プローブ装置システムを利用するために、コンピュータおよびソフトウェアベースの方法を実施するためのシステムを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

[0021]図を全般的に参照して、本開示の実施形態は、本明細書で説明される腫瘍切除プローブ装置を利用して腫瘍を切除するためのシステムおよび方法を対象とするものである。そのようなシステムおよび方法の様々な実施形態が、本明細書で詳細に説明される。

【0010】

[0022]腫瘍切除は、肝臓、肺、腎臓、および骨などの腫瘍を治療するために使用され得る、侵襲性が最小限の処置である。腫瘍の切除中に、周囲の組織を、－４０℃未満の細胞傷害性レベルに冷却するかまたは６０℃超の細胞傷害性レベルに加熱するように、熱エネルギーが使用される。腫瘍切除は、無線周波数（ＲＦ）、熱、マイクロ波、化学処理、画像下治療、レーザ、高強度合焦超音波、限局照射、腫瘍に関連した組織を破壊する（たとえば組織を壊死させる）ために超低温を使用する凍結切除、および不可逆性の電気穿孔法などの理学療法を使用し得る。そのような治療は、特に腫瘍縁がうまく画定されないとき、腫瘍を十分に破壊できない可能性がある。その上、周囲の健康な組織を切除することから、併発症が生じる可能性がある。

【0011】

[0023]本明細書で説明される腫瘍切除プローブ装置については、プローブまたはカテーテルの遠位端に電熱モジュール（ＥＴＭ）が組み込まれており、熱変調（たとえば同一の装置による加熱／冷却の切換え）によって、変調された腫瘍切除縁の内部で腫瘍壊死が達成される。ＥＴＭは、全体的なニードル／プローブ設計の内部に収容された複数のプローブ上に組み込まれ得る。そのような、個々の、別々に移動可能な、別々に制御されるプローブが、腫瘍の中に進出して活性化されると、加熱と冷凍のサイクリングを引き起こして、正確な腫瘍縁の内部の腫瘍壊死をもたらす。

【0012】

[0024]ＥＴＭは、ゼーベック発電器などの熱電発電器であり得る。ゼーベック発電器は、温度差を（たとえば２つの電気的に接続された接合間の温度差が接合間の電磁力を生成するゼーベック効果現象によって）電気エネルギーに直接変換するものである。ゼーベック発電器は、電圧を印加されると、電圧の大きさおよび極性に依拠して（たとえば、２つの電気的に接続された接合にわたって電圧を印加すると接合間の温度差をもたらすペルチエ効果現象によって）、逆に加熱器または冷却器として作動し得る。

【0013】

[0025]本明細書で説明される、装置、システム、および方法に含まれる、ＥＴＭを組み込んだ装置は、生成される熱量を正確に制御し、腫瘍に、直接、急速な加熱／冷却のサイクリングをもたらして腫瘍壊死を促進し、一方、周囲の健康な組織に対するリスクの最小限に抑えながら、合焦される領域に対する温度制御の正確さによって腫瘍縁を維持する。本明細書で説明される腫瘍切除プローブ装置は、複数の別個に移動可能かつ制御可能なプローブアームを含み得、各プローブアームが、ｐｎ結合で作製された１つまたは複数のＥＴＭと、（たとえば図１２に関して以下でより詳細に説明されるプロセッサ７０４によって）正確に温度制御される縁の内部の腫瘍壊死をもたらすように加熱と冷却とを繰り返し交番させるように構成された関連した回路とを含む。たとえば、ＥＴＭは、プローブ装置のプローブアームのまわりに配置されてよく、プローブアームは腫瘍領域へと個々に延在してよい。実施形態において、ＥＴＭは、プローブ装置のプローブアームのまわりに間隔をおいて配置されてよく、プローブ装置のプローブアームに組み込まれてよく、またはこれらの組合せでもよい。ハンドルは、プローブが腫瘍に挿入される深さを追跡し得る。

【0014】

[0026]図１を参照して、腫瘍切除プローブ装置１００は、中間の面１０４、遠位端１０６、および近位端１０８を有するプローブ１０２を含む。遠位端１０６は、腫瘍に突き入るように構成された先端１１０を含む。中間の面１０４には複数の開口部１１４が画定されている。複数の開口部１１４は、中間の面１０４のまわりで、同心かつ等間隔に示されているが、中間の面１０４のまわりで、不均等間隔に、かつ／または位置をずらして配設されてもよい。あるいは、腫瘍切除プローブ装置１００は１つの開口部１１４を含み得る。近位端１０８は、複数のプローブアーム１１６をそれぞれ受け入れて収容するように構成された複数の開口１１２を含む。それぞれのプローブアーム１１６が、個々に、かつ／または独立して、中間の面１０４のそれぞれの開口１１４から伸びたり、それぞれの開口１１４の中に引っ込んだりするように構成されている。

【0015】

[0027]各プローブアーム１１６には、１つまたは複数の電熱モジュール（ＥＴＭ）１１８が組み込まれている。各プローブアーム１１６が、腫瘍の一部に突き入るように構成された遠位の突入部分を含み得る。実施形態では、腫瘍切除プローブ装置１００は、統合ＥＴＭ １１８に供給する入力電力の極性を切り換えるように構成されたコントローラ回路を含むハンドヘルドデバイスによって（たとえば図１２に関して以下でより詳細に説明されるプロセッサ７０４によって）制御される、準剛体、剛体、カテーテルベース、または類似のタイプでよい。所定の時間シーケンスサイクル上の、そのような繰り返し交番される極性切換えは、組織壊死をもたらすように侵襲性が最小限のやり方で腫瘍部位に導入されるＥＴＭ １１８の加熱サイクルと冷却サイクルとの所定のサイクリングに対応し、影響を及ぼす。腫瘍切除プローブ装置１００は、バッテリー駆動でよく、かつ／または入力電力を供給するための電源を利用してもよい。

【0016】

[0028]図２を参照すると、腫瘍部位１２５において腫瘍１２４の中に進出した腫瘍切除プローブ装置１００が示されている。腫瘍切除プローブ装置１００は、先端１１０が腫瘍１２４の内部に配設されるとき、腫瘍１２４の中への、ＥＴＭ １１８を含むプローブアーム１１６の進出または引っ込みを追跡するためのメトリック表示器構成要素１２２を含むハンドル１２０をさらに含む。メトリック表示器構成要素１２２は、そのような進出を、センチメートル、ミリメートル、インチ、または長さの他の慣用単位で測定し得る。したがって、メトリック表示器構成要素１２２は、プローブアーム１１６の延在された長さまたは収縮された長さを判定するために個々のプローブアーム１１６に関連付けられ得る測定システムをもたらす。実施形態では、腫瘍切除プローブ装置１００に１つまたは複数のメトリック表示器構成要素１２２が含まれ得る。限定ではなく例として、各プローブアーム１１６がそれぞれのメトリック表示器構成要素１２２を含み得る。

【0017】

[0029]図３を参照して、以下で説明される差異を除いて腫瘍切除プローブ装置１００と同様の腫瘍切除プローブ装置１００’の一実施形態が示されている。腫瘍切除プローブ装置は、ずらして配置された開口部１１４Ａおよび１１４Ｂを含めて、複数の開口部１１４を含み得る。一実施形態では、腫瘍切除プローブ装置１００’は、近位端１０８に、６．０ｍｍの直径１３０および１．０ｍｍの壁厚さ１３２を有する開口部を含む。プローブ装置１００’の直径１３０の開口部は、これも６．０ｍｍの直径を含む内部ルーメンとしてプローブ装置１００’の中に延在する。腫瘍切除プローブ装置１００’は、縦軸に沿って分離された、中間の面１０４の第１の半部１３４および第２の半部１４４をさらに含む。ずらして配置された開口部１１４Ａおよび１１４Ｂは、それぞれ４．５ｍｍの開口部長さ１３６、１４０を含み得、最も近い端の間が、２．０ｍｍの距離１３８だけずらして配置され得る。それぞれのプローブアーム１１６（図２）は、それぞれのずらされた開口部１１４Ａ、１１４Ｂを通って延在するように構成され得る。ずらされた開口部１１４Ａ、１１４Ｂは、縦方向にずらされてよく、角度的にずらされてよく、軸方向にずらされてよく、半径方向にずらされてよく、またはこれらの組合せでよい。ずらされた開口部１１４Ａ、１１４Ｂは、１８０度のオフセットなど、角度的に互いからオフセットされてよい。ずらされた開口部１１４Ａ、１１４Ｂは、プローブ装置１００’の周囲の半分未満のサイズに構成されてよい。一実施形態では、遠位端１０６に最も近い、ずらされた開口部１１４Ｂは、遠位端１０６の先端１１０の始まりから、１０ｍｍの距離１４２だけ間隔をおいて配置される。腫瘍切除プローブ装置１００’は、近位端１０８と遠位端１０６の先端１１０との間に２００ｍｍの長さ１４６を含み得る。

【0018】

[0030]図４および図５を参照すると、ＥＴＭ １１８は、腫瘍切除プローブ装置２００のそれぞれのバルーン開口部２１４を通って外に拡大するように構成されたバルーン２３０に取り付けられている。図４に示された腫瘍切除プローブ装置２００は、図５の（たとえばプローブアームの一実施形態としての）ニードル２１６を包むためのプローブ２０２を含む。ニードルはプローブアームの一実施形態であるので、本開示の範囲内のニードルへの参照は、本明細書で説明されたようなプローブアームへの参照であることを理解されたい。ニードル２１６は複数のバルーン２３０を含み、これらに１つまたは複数のＥＴＭ １１８が配設される。図５の実施形態では、向かい合った６つのバルーン２３０が均一に配設されているが、本開示の範囲内で、種々の数のバルーンおよび／または種々の間隔のバルーンが利用され得ることが理解される。実施形態において、各バルーン２３０の様々な位置に、約２つ～５つのＥＴＭ １１８が配置され得る。ニードル２１６はステンレス鋼製であり得る。プローブ２０２は、あるいはカテーテルであり得る。プローブ２０２はステンレス鋼製であり得る。

【0019】

[0031]プローブ２０２は、プローブ２０２の遠位端２０６と近位端２０８との間に配設された中間の面２０４を含む。中間の面２０４は、ニードル２１６のそれぞれのバルーン２３０の進出および／または引っ込みを可能にするように寸法設定して成形された複数のバルーン開口部２１４を含む。遠位端２０６は、中間の面２０４から延在する先端２１０を含む。ニードルハウジング開口部２１１は、中間の面２０４の縁と先端２１０の少なくとも一部とによって画定され、遠位端２０６と近位端２０８との間の内部ルーメンとして延在する。ニードルハウジング開口部は、複数のバルーン２３０がそれぞれの複数のバルーン開口部２１４と位置合わせされるような位置にニードル２１６を収容するように構成されている。実施形態では、ニードル２１６の先端は、先端２１０の端を超えて延びてもよいし、ニードルハウジング開口部２１１の中で移動可能であってもよいし、ニードルハウジング開口部２１１の中のままであってもよいし、またはこれらの組合せでもよい。

【0020】

[0032]使用中に、腫瘍切除プローブ装置２００は腫瘍部位において腫瘍の中に進出する。バルーン２３０は、圧力で膨張するとそれぞれのバルーン開口部２１４を通って進出し、したがって、各バルーン２３０上のＥＴＭ１１８がバルーン２３０とともに複数のバルーン開口部２１４を通って突出し、腫瘍部位において腫瘍と同じ高さに位置する。以下でより詳細に説明されるように、加熱／冷却サイクルによるＥＴＭ １１８の処置が、手動で、自動的に、または一部分は自動的に制御されるように、ＥＴＭ １１８に対して電気エネルギーが供給される。そのような局部加熱／冷却は、ＥＴＭ １１８が所望の腫瘍縁の内部で正確に制御されるやり方で、直接接触する腫瘍または組織の壊死をもたらす。このように、本明細書で説明した腫瘍切除プローブ装置２００などの腫瘍切除プローブ装置により、影響が及ぶ腫瘍部位において、温度プロファイルにわたる正確な制御が達成され得る。本明細書で説明された腫瘍切除プローブ装置は、正確に制御された腫瘍壊死をより効果的にもたらす、侵襲性が最小限の用途に適するものである。圧力を解除すると、複数のバルーン２３０がしぼんで、ＥＴＭ １１８とともに複数のバルーン開口部２１４に引っ込む。

【0021】

[0033]図６を参照して、別の実施形態では、ＥＴＭ １１８は、ニードル３１６に対して、腫瘍切除プローブ装置３００の遠位端３０６の近くの近位に装着されている。腫瘍切除プローブ装置３００が腫瘍に進出して、ＥＴＭが腫瘍と同じ高さに位置するとき、以下でさらに説明されるように、ＥＴＭ １１８にエネルギーが供給され、加熱／冷却サイクルを与えて腫瘍を壊死させる。

【0022】

[0034]図７および図８を参照して、腫瘍切除プローブ装置４００の遠位端４０６における（たとえばプローブの一実施形態としての）カテーテル４０２の開口部４６０から広がって出たり、引っ込んだりするように構成されたリブ付きコーン４４０上に、ＥＴＭ １１８が装着されている。実施形態では、ＥＴＭ １１８は、リブ付きコーン４４０の外表面に装着されてよく、リブ付きコーン４４０の内表面に装着されて、リブ付きコーン４４０の対向した面を通って延在してよく、またはこれらの組合せでもよい。図７に示されるように、リブ付きコーン４４０は、図８のカテーテル４０２の内部でスライド可能に構成されたニードル４１６の遠位端に配設されている。

【0023】

[0035]図９を参照して、例示的なＥＴＭ １１８が示されている。ＥＴＭ １１８は、第１の表面要素１５０と、第１の表面要素１５０の反対側の第２の表面要素１５２とを含む。第１の表面要素１５０および第２の表面要素１５２は、セラミックまたは他の適切な導体材料で作製され得る。表面要素１５０、１５２に電流を送る回路によって表面要素１５０、１５２にエネルギーを与えるために、第１の表面要素１５０と第２の表面要素１５２との間にｐｎ結合のような電気的接合が配設されている。実施形態では、ＥＴＭ １１８は、電気的接合としてのｐｎ結合１５４を含む半導体モジュールである。ｐｎ結合は、たとえば、与えられた第１の極性が、第１の表面要素１５０などの１つの面／表面領域を加熱して第２の表面要素１５２などの反対面を冷却し、与えられた、第１の極性とは逆の第２の極性が、たとえば第１の表面要素１５０を冷却してたとえば第２の表面要素１５２を加熱するように構成されている。そのようなｐｎ結合１５４は、ｐ型半導体材料およびｎ型半導体材料を含む接続器によって表面要素１５０と１５２とを電気的に接続し、この接続器は、本開示では、関連する極性によって制御された方向に電流が通ることを可能にするものである。実施形態では、サイクリングおよび加熱と冷却との温度範囲を制御するための回路が採用され得る。限定ではなく例として、第１の表面要素１５０が約４５℃～約５０℃の温度に加熱されてよく、第２の表面要素１５２は冷却される。一実施形態では、第２の表面要素は約－１０℃に冷却されてよい。次いで、極性が反転されて、第１の表面要素が約－１０℃に冷却され、第２の表面要素１５２が加熱され得る。一実施形態では、第２の表面要素１５２は約４５℃～約５０℃の温度に加熱され得る。次いで、極性が再び反転されて、第１の表面要素１５０が約４５℃～約５０℃の温度に加熱され、第２の表面要素１５２は冷却される。極性は、所望の臨床成績をもたらすのに十分な回数まで反転されてよい。極性反転は、所望の臨床成績をもたらすために作業者によって決定されたような時間シーケンスサイクルの周波数で生じ得る。例示の実施形態では、極性反転は、各極性反転の間の約２秒の切換え周期によって規定される時間シーケンスサイクルの周波数で生じ得る。

【0024】

[0036]本明細書で説明された腫瘍切除プローブ装置は、加熱サイクルと冷却サイクルとの交番を繰り返し制御することによって温度プロファイルを制御するために、ＥＴＭ １１８に向けられる入力電力の極性をリレーまたはスイッチ基板などによって切り換えるように構成されたコントローラ回路を含む。コントローラ回路は、たとえば、腫瘍部位に導入されるＥＴＭ １１８における所定の加熱と冷却とのサイクリングを制御して、加熱／冷却サイクルを切り換えることにより、ＥＴＭ １１８が接触する領域の組織／腫瘍の壊死などの所望の臨床成績をもたらすように構成されている。コントローラ回路は、ＥＴＭ １１８に供給される入力電圧の極性を切り換えて、ＥＴＭ １１８の対向する表面要素１５０と１５２とに、対応する加熱と冷却との所定のサイクリングをもたらすように、あらかじめプログラムされてよく、手動で制御されてもよい。ＥＴＭ １１８は、コントローラ回路から受けた入力電圧の極性を基に個々に制御されて、各ＥＴＭ １１８に種々の温度を出力するように設定され得る。したがって、特定の腫瘍位置に関して所定の閾値範囲内の腫瘍縁において腫瘍を切除するために、ＥＴＭ １１８の温度プロフィルにわたって、腫瘍の所望の領域の所定の閾値範囲内の腫瘍切除が達成され得、制御された腫瘍縁における制御された局所的腫瘍切除をもたらす。

【0025】

[0037]一実施形態では、スイッチが、供給された電圧の極性を変化させるように構成される。一実施形態では、たとえば＋５Ｖの入力が、制御された時間シーケンスサイクルの後に、たとえば－５Ｖの入力に切り換えられ得る。本開示の範囲内で、電圧の他の大きさが可能であることが企図される。本開示の範囲内で、電圧を、同じ大きさで反対の極性に切り換えるよりも、むしろ、大きさも異なる反対の極性に切り換え得ることがさらに企図される。ＥＴＭ １１８の第１の表面要素１５０または第２の表面要素１５２に結果として生じる温度は、電圧の大きさに少なくとも部分的に基づき得る。制御された時間シーケンスサイクルは、約２秒ごと～約５秒ごとでよい。そのようなシナリオでは、ＥＴＭ １１８は、＋５Ｖでは、第１の表面要素１５０を加熱して腫瘍を加熱し、第２の表面要素１５２を加熱して腫瘍を冷却するが、－５Ｖでは、第１の表面要素１５０を冷却して腫瘍を冷却し、第２の表面要素１５２を加熱して腫瘍を加熱する。

【0026】

[0038]本明細書で説明された腫瘍切除プローブ装置１００、２００、３００、４００は、ニードル、カテーテル、またはハイポチューブなどのプローブアームを含み得る。本明細書で説明されたプローブ１０２、２０２、４０２およびプローブアーム１１６、２１６、３１６、４１６などの、腫瘍切除プローブ装置の様々な構成要素は、金属、合金、ポリマー、３Ｄ印刷物、またはこれらの組合せで作製され得る。腫瘍切除プローブ装置のベースプローブは、図１のプローブアーム１１６に関して示されたものなど、全長に沿って、かつ／または周囲のまわりに分岐する、ＥＴＭ １１８の複数の段（tier）を含み得る。腫瘍切除プローブ装置は、使い捨て式でも非使い捨て式でもよい。腫瘍切除プローブ装置は、内蔵バッテリーによって電力を供給されるバッテリー駆動式でよく、かつ／または腫瘍切除プローブ装置に電圧を供給するように電子的に結合された外部電装品によって電力を供給されてもよい。

【0027】

[0039]本明細書で説明された腫瘍切除プローブ装置は、生成される熱量を正確に制御するとともに、急速な加熱／冷却サイクリングを与えるように構成されている。そのような構成は、優れた腫瘍縁を維持しながら腫瘍壊死を強化する。たとえば、それぞれのＥＴＭ １１８によって、本明細書で説明されたようにそのような急速な加熱／冷却を与えられる腫瘍の組織の領域は影響を受けるものであり、その影響は、当該影響を受ける組織の範囲内にぴったりくっついて配設されて上記加熱／冷却を与えるＥＴＭ １１８の第１の表面要素１５０または第２の表面要素１５２の表面積に基づいている。それぞれのＥＴＭ １１８の第１の表面要素１５０または第２の表面要素１５０に供給される電圧の大きさおよび極性、ならびに、本明細書で説明されたようにそれぞれのＥＴＭ １１８の第１の表面要素１５０と第２の表面要素１５０との間に配設された１つまたは複数のｐｎ結合の構成は、所望の腫瘍縁の内部の腫瘍壊死をもたらすための急速な加熱／冷却サイクリングに寄与するパラメータである。したがって、本明細書で説明された装置は、装置のＥＴＭ １１８に印加される電圧の少なくとも大きさおよび方向を制御し、そのような正確な温度制御の結果として腫瘍壊死領域の精度を向上することによって、温度を正確に制御するものである。腫瘍壊死領域の結果として生じる領域は、正確な温度制御によって確立された温度プロファイルによって少なくとも部分的に決定されるものであり、温度は、時間シーケンスサイクル中にＥＴＭ １１８に印加される電圧の大きさおよび極性によって制御され、電圧の極性は繰り返し交番される。本明細書で説明されたように、１つまたは複数のＥＴＭ １１８によって、腫瘍に対して、制御された温度プロファイルが与えられ、正確な腫瘍縁の内部領域における腫瘍壊死を正確にもたらす。そのような精度の向上により、所望の領域の近くの望ましくない領域を切除することなく、所望の領域の内部ではより効果的に腫瘍を切除する。精度の向上により、そのような結果を、厳しい許容誤差の範囲内で再現することが可能になる。

【0028】

[0040]図１０は、本明細書で図１～図９を参照しながら説明された腫瘍切除プローブ装置１００、１００’、２００、３００、４００とともに用いる処置５００を示す。処置５００は、腫瘍切除プローブ装置１００、１００’、２００、３００、４００を利用して温度プロファイルの精度を制御しながら腫瘍を切除するための方法を含む。ブロック５０２において、腫瘍切除プローブ装置１００、１００’、２００、３００、４００の遠位端１０６、２０６、３０６、４０６が、組織１２４に配設される。限定ではなく例として、遠位端１０６、２０６、３０６、４０６は、装置面上の複数のＥＴＭのうち少なくとも２つの電熱モジュール（ＥＴＭ）１１８を含み、または近位に含み、それぞれのＥＴＭ １１８Ａおよび１１８Ｂ（図１）が、第１の表面要素１５０と、第１の表面要素１５０の反対側にあって第１の表面要素１５０と電気的に接続されている第２の表面要素１５２（図９）とを含む。

【0029】

[0041]ブロック５０４において、第１の極性の第１の電圧および第１の極性とは逆の第２の極性の第２の電圧のうち一方が、腫瘍切除プローブ装置１００、１００’、２００、３００、４００に対して通信可能に結合された回路コントローラによって、複数のＥＴＭ １１８のうち少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ａまたは１１８Ｂに供給される。実施形態において、少なくとも１つのＥＴＭが、第１の極性を与えられると、第１の表面要素１５０を加熱すると共に第２の表面要素１５２を冷却し、第２の極性を与えられると、第１の表面要素１５０を冷却すると共に第２の表面要素１５２を加熱する。各ＥＴＭ１１８は、回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得る。

【0030】

[0042]ブロック５０６、５０６’において、時間シーケンスサイクルに基づく極性の繰り返し交番のために極性を切り換えるように、回路コントローラによって、第１の極性の第１の電圧および第２の極性の第２の電圧のうち他方が、複数のＥＴＭ １１８のうち少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ａまたは１１８Ｂに供給される。ブロック５０８、５０８’において、時間シーケンスサイクルを基に、それぞれの第１のＥＴＭ １１８Ａまたは第２のＥＴＭ １１８Ｂに対して、第１の極性の第１の電圧および第２の極性の第２の電圧のうち他方を用いて電圧が切り換えられる。一実施形態では、時間シーケンスサイクルは、ＥＴＭ １１８の加熱段階に関連した第１の時間シーケンスサイクルと、ＥＴＭ １１８の冷却段階に関連した、第１の時間シーケンスサイクルとは異なる第２の時間シーケンスサイクルとを含み得る。いずれの実施形態でも、第１の時間シーケンスサイクルと第２の時間シーケンスサイクルとが同一でも異なっても、処置５００は、時間シーケンスサイクルを基に、回路コントローラによって第１の極性と第２の極性とを切り換えるステップを含む。非限定的な例として、時間シーケンスサイクルは約２秒～約５秒であり、少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ａが、第１の極性を与えられると、第１の表面要素１５０を約４５℃～約５０℃に加熱すると共に第２の表面要素１５２を冷却する。第２の表面要素１５２は約－１０℃に冷却されてよい。少なくとも１つのＥＴＭ １１Ａは、第２の極性を与えられると、第１の表面要素１５０を約－１０℃に冷却すると共に第２の表面要素１５２を加熱する。第２の表面要素１５２は約４５℃～約５０℃に加熱されてよい。

【0031】

[0043]遠位端１０６、２０６、３０６、４０６は、第１のプローブアーム１１６Ａ上の少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ａおよび第２のプローブアーム１１６Ｂ（図１）上の少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ｂを含み得、または近位に含み得、第１のプローブアーム１１６Ａおよび第２のプローブアーム１１６Ｂの各々が、回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得る。実施形態において、同一のプローブアーム１１６上の各ＥＴＭ １１８が別個に制御されてよく、かつ／または、第１のプローブアーム１１６Ａと第２のプローブアーム１１６Ｂなどの別々のプローブアーム１１６上の各ＥＴＭ １１８が別個に制御されてもよい。第２の極性が負になるように、第１の極性は正でよい。あるいは、第２の極性が正になるように、第１の極性は負でよい。第１の電圧は、第２の電圧と等しくても異なってもよい。

【0032】

[0044]実施形態において、第１の極性の第１の電圧および第２の極性の第２の電圧のうち１つが、電圧を供給されるＥＴＭとして、複数のＥＴＭ １１８のうちＥＴＭ １１８Ａ、１１８Ｂの一方に供給され、他方には供給されない。したがって、電圧を供給されるＥＴＭは、本明細書で説明されたように、第１表面要素１５０または第２の表面要素１５２を、供給される電圧の極性に基づいて加熱または冷却し、電圧を供給されないＥＴＭは、それぞれの第１の表面要素１５０または第２の表面要素１５２を加熱することも冷却することもない。

【0033】

[0045]第１の表面要素１５０は、ｐｎ結合１５４を介して、第２の表面要素１５２と電気的に接続され得る。ｐｎ結合１５４は、材料の電荷キャリアが正の「正孔」であるｐ型半導体と、材料の電荷キャリアが負の電子であるｎ型半導体材料とを含む。電流の流れ方向は、印加される電圧の極性に基づいて制御され得る。限定ではなく例として、ｐｎ結合１５４はｐ型半導体材料に接合されたｎ型半導体材料を含み、正電圧を供給されたＥＴＭ １１８は、第１の表面要素１５０および第２の表面要素１５２のうち一方を加熱し、負電圧を供給されたＥＴＭ １１８は、第１の表面要素１５０および第２の表面要素１５２のうち他方を加熱する。

【0034】

[0046]図１１は、本明細書で説明された腫瘍切除プローブ装置１００、１００’、２００、３００、４００とともに用いる処置６００を示す。処置５００は、腫瘍切除プローブ装置１００、１００’、２００、３００、４００を利用して温度プロファイルの精度を制御しながら腫瘍を切除するための別の方法を含む。ブロック６０２において、腫瘍切除プローブ装置１００、１００’、２００、３００、４００の遠位端１０６、２０６、３０６、４０６が、組織１２４に配設される。限定ではなく例として、遠位端１０６、２０６、３０６、４０６は、第１のプローブアーム１１６Ａ上の少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ａ、および第２のプローブアーム１１６Ｂ上の少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ｂを含み、それぞれのＥＴＭ １１８Ａおよび１１８Ｂ（図１）が、第１の表面要素１５０と、第１の表面要素１５０の反対側にあって第１の表面要素１５０と電気的に接続されている第２の表面要素１５２（図９）とを含む。

【0035】

[0047]ブロック６０４において、第１の極性の第１の電圧および第１の極性とは逆の第２の極性の第２の電圧のうち一方が、腫瘍切除プローブ装置１００、１００’、２００、３００、４００に対して通信可能に結合された回路コントローラによって、第１のプローブアーム１１６Ａ上の少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ａ、第２のプローブアーム１１６Ｂ上の少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ｂ、または両方に供給される。実施形態において、第１の極性は、第１の表面要素１５０を加熱して第２の表面要素１５２を冷却するように構成され、第２の極性は、第１の表面要素１５０を冷却して第２の表面要素１５２を加熱するように構成される。第１のプローブアーム１１６Ａおよび第２のプローブアーム１１６Ｂなどの各プローブアーム１１６が、回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得る。

【0036】

[0048]時間シーケンスサイクルに基づいて極性を繰り返し変化させて切り換えるために、ブロック６０６、６０６’において、回路コントローラによって、電圧を供給される１つまたは複数のＥＴＭとして、第１のプローブアーム１１６Ａ上の少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ａ、第２のプローブアーム１１６Ｂ上の少なくとも１つのＥＴＭ １１８Ｂ、または両方に、第１の極性の第１の電圧および第２の極性の第２の電圧のうち他方が供給される。ブロック６０８、６０８’において、時間シーケンスサイクルを使用して、それぞれの第１のＥＴＭ １１８Ａまたは第２のＥＴＭ １１８Ｂに対して、第１の極性の第１の電圧および第２の極性の第２の電圧のうち他方を用いて電圧が再び切り換えられる。処置６００は、時間シーケンスサイクルを使用して、回路コントローラによって、第１の極性と第２の極性との間で繰り返し変化させることを含む。

【0037】

[0049]実施形態において、各ＥＴＭ １１８が回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得、第１の極性は正または負のうち一方であり、第２の極性は他方であり、および／または第１の電圧と第２の電圧とは等しくても異なってもよい。

【0038】

[0050]図１２を参照して、図１～図９の腫瘍切除プローブ装置を利用するためのコンピュータおよびソフトウェアベースの方法ならびに図１０～図１１の処置を実施するためのシステム７００が示されており、システム７００は、たとえばユーザワークステーション（たとえばコンピュータ７２４）においてアクセス可能なグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）の使用と併せて実施され得る。システム７００は、通信経路７０２、１つまたは複数のプロセッサ７０４、記憶構成要素７０６、本明細書で説明された腫瘍切除プローブ装置１００、１００’、２００、３００、４００のいずれかであり得る腫瘍切除プローブ装置７１２、記憶機構またはデータベース７１４、切換え構成要素７１６、ネットワークインターフェースハードウェア７１８、サーバ７２０、ネットワーク７２２、および少なくとも１つのコンピュータ７２４を含む。システム７００の様々な構成要素およびその相互作用が、以下で詳細に説明される。

【0039】

[0051]いくつかの実施形態では、システム７００は、イントラネットもしくはインターネットなどの広域ネットワーク（ＷＡＮ）またはネットワーク７２２、あるいはクラウドコンピューティングベースのネットワーク構成を含み得る他の有線または無線の通信ネットワークを使用して実施される。ワークステーションコンピュータ７２４は、ネットワークへの接続およびネットワークのナビゲーションを可能にするデジタルシステムおよび他の装置を含み得る。図７に表されたラインは、様々な構成要素間の物理的接続ではなく通信を指示するものである。

【0040】

[0052]前述のように、システム７００は通信経路７０２を含む。通信経路７０２は、たとえば、導電性ワイヤ、導電性パターン、光導波路、信号を伝送することができる他の媒体などの、信号を伝送することができる何らかの媒体または信号を伝送することができる媒体の組合せから形成され得る。通信経路７０２は、システム７００の様々な構成要素を通信可能に結合する。本明細書で使用される「通信可能に結合された」という用語は、結合された構成要素同士が、たとえば導電性媒体を通る電気信号、空中の電磁気信号、光導波路を通る光信号、または対応するデータ信号交換媒体を通る他のデータ信号などを用いて、互いにデータ信号をやりとりし得ることを意味する。

【0041】

[0053]前述のように、システム７００はプロセッサ７０４を含む。プロセッサ７０４は、機械可読命令を実行することができる任意の装置であり得る。したがって、プロセッサ７０４は、本明細書で説明された回路コントローラ、集積回路、マイクロチップ、コンピュータ、または任意の他のコンピューティングデバイスなどのコントローラであり得る。プロセッサ７０４は、通信経路７０２によって、システム７００の他の構成要素に対して通信可能に結合される。したがって、通信経路７０２は、任意数のプロセッサを互いに通信可能に結合し得、通信経路３０２に結合されたモジュールが分散コンピューティング環境で動作することを可能にするものである。具体的には、モジュールの各々が、データを送受信し得るノードとして動作することができる。プロセッサ７０４は、システムモジュールから受け取った入力信号を処理し得、かつ／またはそのような信号から情報を抽出し得る。

【0042】

[0054]前述のように、システム７００は、通信経路７０２に結合され、プロセッサ７０４に対して通信可能に結合された記憶構成要素７０６を含む。記憶構成要素７０６は、非一時的コンピュータ可読媒体または非一時的コンピュータ可読メモリでよく、不揮発性のコンピュータ可読媒体として構成され得る。記憶構成要素７０６は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク、またはプロセッサ７０４によるアクセスおよび実行が可能な機械可読命令を記憶することができる任意の装置を備え得る。機械可読命令は、たとえば、プロセッサによって直接実行され得る機械語、あるいは、機械可読命令にコンパイルまたはアセンブルされ、記憶構成要素７０６に記憶され得る、アセンブリ言語、オブジェクト指向プログラミング（ＯＯＰ）、スクリプト言語、マイクロコードなどの任意のプログラム言語で書かれた論理またはアルゴリズム（複数可）を含み得る。あるいは、機械可読命令は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）構成もしくは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のいずれか、またはそれらの等価物によって実施される論理など、ハードウェア記述言語（ＨＤＬ）で書かれてもよい。したがって、本明細書で説明された方法は、あらかじめプログラムされたハードウェア要素として、またはハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との組合せとして、任意の従来型コンピュータプログラミング言語で実施され得る。実施形態において、システム７００が含み得るプロセッサ７０４は、命令を記憶している記憶構成要素７０６に対して通信可能に結合されており、命令を実行することにより、本明細書で説明された１つまたは複数の機能を実行する。

【0043】

[0055]引き続き図１２を参照して、前述のように、システム７００は、たとえば情報、グラフ式レポート、メッセージ、またはそれらの組合せなどの視覚的出力を提供するために、コンピュータ７２４の画面上のＧＵＩなどの表示器を含む。コンピュータ７２４は、プラットフォームにわたって１つまたは複数のコンピューティング装置を含み得、あるいは、プラットフォームにわたって、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータ、および／または他の高性能装置を含む可動性高性能装置などの装置に対して通信可能に結合され得る。表示器は、たとえばブラウン管、発光ダイオード、液晶表示器、プラズマ表示器、または他の光学的出力の伝送媒体など、光学的出力を伝送することができるあらゆる媒体を含み得る。加えて、表示器またはコンピュータ７２４は、プロセッサ７０４および記憶構成要素７０６のうち少なくとも１つを含み得ることが明記される。システム７００は、図１２では１つの統合システムとして示されているが、他の実施形態では個別のシステムであり得る。

【0044】

[0056]システム７００は、本明細書で説明されたように１つまたは複数のＥＴＭ １１８によって腫瘍壊死をもたらすための腫瘍切除プローブ装置７１２と、時間シーケンスサイクルによって電圧極性を繰り返し変化させ、熱プロファイルに影響を与えることによって腫瘍壊死を促進するために、組織に熱エネルギーを作用させるようにＥＴＭ １１８に給電して加熱と冷却とのサイクリングをもたらす切換え構成要素７１６と、を備える。腫瘍切除プローブ装置７１２および切換え構成要素７１６は、通信経路７０２に結合され、プロセッサ７０４に対して通信可能に結合されている。以下でより詳細に説明されるように、プロセッサ７０４は、システムモジュールから受け取った入力信号を処理してよく、かつ／またはそのような信号から情報を抽出してもよい。

【0045】

[0057]システム７００は、ネットワーク７２２などのコンピュータネットワークと通信可能に結合するためのネットワークインターフェースハードウェア７１８を含む。通信経路７０２が、システム７００の他のモジュールに対してネットワークインターフェースハードウェア７１８を通信可能に結合するように、通信経路７０２にはネットワークインターフェースハードウェア７１８が結合されている。ネットワークインターフェースハードウェア７１８は、無線ネットワークを通じてデータを送受信することができる任意の装置であり得る。したがって、ネットワークインターフェースハードウェア７１８は、何らかの無線通信規格に従ってデータを送受信するための通信トランシーバを含み得る。たとえば、ネットワークインターフェースハードウェア７１８は、たとえばワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＷＩＭＡＸ、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）、ＩＲＤＡ、無線ＵＳＢ、Ｚ－ＷＡＶＥ、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）、または他のチップセットなどの有線および／または無線のコンピュータネットワークにわたって通信するためのチップセット（たとえばアンテナ、プロセッサ、機械可読命令など）、を含み得る。

【0046】

[0058]引き続き図１２を参照して、コンピュータ７２４上で実行中の様々なアプリケーションからのデータが、コンピュータ７２４からネットワークインターフェースハードウェア３１８を介してシステム７００に供給され得る。コンピュータ７２４は、ネットワークインターフェースハードウェア７１８およびネットワーク７２２と通信可能に結合するためのハードウェア（たとえばチップセット、プロセッサ、記憶装置等）を有する任意の装置であり得る。具体的には、コンピュータ７２４は、上記で説明された無線コンピュータネットワークのうちの１つまたは複数を通じて通信するためのアンテナを有する入力装置を含み得る。

【0047】

[0059]ネットワーク７２２は、たとえば、広域ネットワーク、都市域ネットワーク、インターネット、イントラネット、クラウド、衛星ネットワーク、または他のネットワークなどの任意の有線および／または無線のネットワークを含み得る。したがって、ネットワーク７２２は、コンピュータ７２４によって、１つまたは複数のサーバ（たとえばサーバ７２０）にアクセスするための無線アクセスポイントとして利用され得る。サーバ７２０およびあらゆる追加サーバが、一般に、ネットワーク７２２を通じてリソースを配送するためのプロセッサ、記憶装置、およびチップセットを含む。リソースは、サーバ７２０から、ネットワーク７２２を通じて、システム７００に、たとえば処理、記憶、ソフトウェア、および情報を提供することを含み得る。加えて、サーバ７２０およびあらゆる追加サーバが、たとえばネットワークの有線部分、ネットワークの無線部分、またはこれらの組合せなどのネットワーク７２２を通じて互いにリソースを共有し得ることが注目される。

【0048】

[0060]項目のリスト
[0061]項目１。腫瘍切除プローブ装置を利用して温度プロファイルの精度を制御しながら腫瘍を切除するためのシステムは、遠位端を含む腫瘍切除プローブ装置を含み得、遠位端は、装置面上で近位に配設された複数の電熱モジュール（ＥＴＭ）を備え、各ＥＴＭは、第１の表面要素と、第１の表面要素の反対側にあって第１の表面要素に対して電気的に接続されている第２の表面要素と、を含む。このシステムは、腫瘍切除プローブ装置と非一時的コンピュータ記録媒体とに対して通信可能に結合された回路コントローラをさらに含み得る。回路コントローラが、非一時的コンピュータ記憶媒体に記憶された命令を実行すると、このシステムは、回路コントローラによって、複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭに、第１の極性の第１の電圧および第１の極性とは逆の第２の極性の第２の電圧のうち１つを供給し、時間シーケンスサイクルを使用して第１の極性と第２の極性とを繰り返し交番させ得る。少なくとも１つのＥＴＭが、第１の極性を与えられると、第１の表面要素を加熱すると共に第２の表面要素を冷却する。この、少なくとも１つのＥＴＭは、第２の極性を与えられると、第１の表面要素を冷却すると共に第２の表面要素を加熱し、各ＥＴＭは回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得る。

【0049】

[0062]項目２。腫瘍を切除するためのシステムであって、回路コントローラに、非一時的コンピュータ記憶媒体に記憶されたさらなる命令を実行させることにより、複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭに、第１の極性の第１の電圧および第２の極性の第２の電圧のうち１つを供給し、複数のＥＴＭのうち少なくとも１つの他のＥＴＭには供給しない、項目１に記載のシステム。

【0050】

[0063]項目３。遠位端が、第１のプローブアーム上の複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭおよび第２のプローブアーム上の複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭを含み、第１のプローブアームおよび第２のプローブアームの各々が、回路コントローラによって個別に制御されるように構成されている、項目２または３に記載のシステム。

【0051】

[0064]項目４。第１の極性が正であって第２の極性が負である、項目１から３のいずれか一項に記載のシステム。
[0065]項目５。第１の極性が負であって第２の極性が正である、項目１から３のいずれか一項に記載のシステム。

【0052】

[0066]項目６。第１の電圧が第２の電圧と等しい、項目１から５のいずれか一項に記載のシステム。
[0067]項目７。第１の電圧が第２の電圧とは異なる、項目１から５のいずれか一項に記載のシステム。

【0053】

[0068]項目８。時間シーケンスサイクルが約２秒～約５秒である、項目１から７のいずれか一項に記載のシステム。
[0069]項目９。少なくとも１つのＥＴＭが、第１の極性を与えられると、第１の表面要素を約４５℃～約５０℃に加熱し、第２の極性を与えられると、第１の表面要素を約－１０℃に冷却する、項目１から８のいずれか一項に記載のシステム。

【0054】

[0070]項目１０。各ＥＴＭの第１の表面要素が、ｐｎ結合を介して、各ＥＴＭの第２の表面要素に対して電気的に接続されている、項目１から９のいずれか一項に記載のシステム。

【0055】

[0071]項目１１。腫瘍切除プローブ装置を利用して温度プロファイルの精度を制御しながら腫瘍を切除するための方法は、腫瘍切除プローブ装置の遠位端を組織に配設するステップを含み得、遠位端は、装置面上で近位に配設された複数の電熱モジュール（ＥＴＭ）を備え、各ＥＴＭは、第１の表面要素と、第１の表面要素の反対側にあって第１の表面要素に対して電気的に接続されている第２の表面要素と、を含む。この方法は、腫瘍切除プローブ装置に対して通信可能に結合された回路コントローラによって、複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭに、第１の極性の第１の電圧および第１の極性とは逆の第２の極性の第２の電圧のうち１つを供給するステップと、時間シーケンスサイクルを基に、回路コントローラによって第１の極性と第２の極性とを繰り返し交番させるステップと、をさらに含み得る。少なくとも１つのＥＴＭが、第１の極性を与えられると、第１の表面要素を加熱すると共に第２の表面要素を冷却する。この、少なくとも１つのＥＴＭは、第２の極性を与えられると、第１の表面要素を冷却すると共に第２の表面要素を加熱し、各ＥＴＭは回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得る。

【0056】

[0072]項目１２。第１の極性の第１の電圧および第２の極性の第２の電圧のうち１つが、複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭに供給され、複数のＥＴＭのうち少なくとも１つの他のＥＴＭには供給されない、項目１１に記載の方法。

【0057】

[0073]項目１３。遠位端が、第１のプローブアーム上の複数のＥＴＭのうち少なくとも１つのＥＴＭおよび第２のプローブアーム上の複数のＥＴＭのうち少なくとも１つの他のＥＴＭを含み、第１のプローブアームおよび第２のプローブアームの各々が、回路コントローラによって個別に制御されるように構成されている、項目１１または１２に記載の方法。

【0058】

[0074]項目１４。腫瘍切除プローブ装置を利用して温度プロファイルの精度を制御しながら腫瘍を切除するための方法は、腫瘍切除プローブ装置の遠位端を組織に配設するステップであって、遠位端が、第１のプローブアーム上の少なくとも１つの電熱モジュール（ＥＴＭ）および第２のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭを備える、ステップと、腫瘍切除プローブ装置に対して通信可能に結合された回路コントローラによって、第１のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭ、第２のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭ、またはその両方に、１つまたは複数の電圧を供給されるＥＴＭとして、第１の極性の第１の電圧および第１の極性とは逆の第２の極性の第２の電圧のうち１つを供給するステップと、時間シーケンスサイクルを使用して、回路コントローラによって第１の極性と第２の極性とを繰り返し交番させるステップと、を含み得る。各ＥＴＭが、第１の表面要素と、第１の表面要素の反対側にあって第１の表面要素に対して電気的に接続されている第２の表面要素と、を含み得る。第１の極性が与えられると、電圧を供給された１つまたは複数のＥＴＭが、それぞれ第１の表面要素を加熱すると共に第２の表面要素を冷却する。第２の極性が与えられると、この、電圧を供給された１つまたは複数のＥＴＭが、それぞれ第１の表面要素を冷却すると共に第２の表面要素を加熱し、第１のプローブアームおよび第２のプローブアームの各々が、回路コントローラによって個別に制御されるように構成され得る。

【0059】

[0075]項目１５。第１の極性の第１の電圧および第２の極性の第２の電圧のうち１つが供給されるとき、第１のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭおよび第２のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭのうち一方には供給され、第１のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭおよび第２のプローブアーム上の少なくとも１つのＥＴＭのうち他方には供給されない、項目１４に記載の方法。

【0060】

[0076]項目１６。各ＥＴＭが回路コントローラによって個別に制御されるように構成されている、項目１４または１５に記載の方法。
[0077]項目１７。第１の極性が正であって第２の極性が負である、項目１４から１６のいずれか一項に記載の方法。

【0061】

[0078]項目１８。第１の極性が負であって第２の極性が正である、項目１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
[0079]項目１９。第１の電圧が第２の電圧と等しい、項目１４から１８のいずれか一項に記載の方法。

【0062】

[0080]項目２０。第１の電圧が第２の電圧とは異なる、項目１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
[0081]なお、「実質的に」、「約」、および「近似的に」という用語は、本明細書では、何らかの量的比較、値、測定、または他の表現に起因する不確実性の固有の程度を表すために利用され得ることに留意されたい。これらの用語は、本明細書では、量的表現が、当の主題の基本機能を変化させることなく、明示された基準から変化し得る程度を表すためにも利用される。

【0063】

[0082]特定の実施形態が本明細書で示され、説明されてきたが、様々な他の変更形態および修正形態が、特許請求される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく作製され得ることを理解されたい。なおまた、本明細書では、特許請求される主題の様々な態様が説明されているが、そのような態様を一緒に利用する必要はない。したがって、添付の特許請求の範囲は、特許請求される主題の範囲内のそのような変更形態および修正形態のすべてを対象として含むことが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】