特表 2023-508585 個別にアクセス可能な電極要素および温度センサを有する腫瘍治療フィールド（ＴＴフィールド）を送出するためのアレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-02

(54)【発明の名称】個別にアクセス可能な電極要素および温度センサを有する腫瘍治療フィールド（ＴＴフィールド）を送出するためのアレイ

(51)【国際特許分類】

   A61N 1/40 20060101AFI20230222BHJP

   A61N 1/04 20060101ALI20230222BHJP

【ＦＩ】

A61N1/40

A61N1/04

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022540519

(86)(22)【出願日】2020-12-21

(85)【翻訳文提出日】2022-08-22

(86)【国際出願番号】 IB2020062309

(87)【国際公開番号】W WO2021137094

(87)【国際公開日】2021-07-08

(31)【優先権主張番号】62/955,664

(32)【優先日】2019-12-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519275847

【氏名又は名称】ノボキュア ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ヨラム・ワッサーマン

【テーマコード（参考）】

4C053

【Ｆターム（参考）】

4C053BB34

4C053LL20

(57)【要約】

過熱するトランスデューサアレイ中の１つまたは複数の電極要素をオフに切り換えることによって、腫瘍治療フィールド（ＴＴフィールド）を、より強い場の強度で、被験者の体に送出することができる。これは、各電極要素の温度を検知するサーミスタを使用して達成することができる。各トランスデューサアレイの結線の部分は、その各々が、（ａ）コネクタのピン、（ｂ）それぞれの電極要素、および、（ｃ）それぞれのサーミスタを電気的に接続する複数の導体を使用することによって、電極要素とサーミスタとの間で共有される。いくつかの実施形態では、サーミスタのすべてが直列に結線される。他の実施形態では、サーミスタのすべてが共通の接続を共有する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被験者の体に交流電場を印可するための装置であって、
複数の電極要素と、
前記被験者の体に対して前記電極要素を保持するように構成される支持体と、
複数のサーミスタであって、前記サーミスタの各々が第１の端子および第２の端子を有し、前記サーミスタの各々が、前記電極要素のうちの対応するそれぞれ１つで温度を検知するように位置決めされる、複数のサーミスタと、
複数の第１のピンおよび第２のピンを有するコネクタと、
複数の第１の導体であって、その各々が、（ａ）前記第１のピンのうちのそれぞれ１つと、（ｂ）前記電極要素のうちのそれぞれ１つと、（ｃ）前記対応するサーミスタの前記第１の端子との間に導電性経路を実現する、複数の第１の導体と、
前記第２のピンと前記サーミスタのうちの少なくとも１つの前記第２の端子との間に導電性経路を実現する第２の導体と
を備える、装置。

【請求項2】

すべての前記サーミスタの前記第２の端子が一緒に結線される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

すべての前記サーミスタの前記第２の端子が、（ａ）フレックス回路上の少なくとも１つのトレースと（ｂ）少なくとも１つのワイヤのうちの少なくとも１つを使用して、一緒に結線される、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記複数のサーミスタが直列に配置され、前記サーミスタのうちの第１のもので始まり、前記サーミスタのうちの最後のもので終了し、前記最後のサーミスタを除く前記サーミスタのうちの各々の前記第２の端子が、それぞれの後続のサーミスタの前記第１の端子に結線され、前記第２の導体が、前記コネクタの前記第２のピンと前記最後のサーミスタの前記第２の端子との間に導電性経路を実現する、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記第２の導体が、前記第２のピンと前記サーミスタのうちのただ１つの前記第２の端子との間に導電性経路を実現する、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記複数の電極要素が少なくとも４つの電極要素を備え、前記複数のサーミスタが少なくとも４つのサーミスタを備える、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記複数の電極要素が少なくとも９つの電極要素を備え、前記複数のサーミスタが少なくとも９つのサーミスタを備える、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記電極要素のうちの各々が、導電板と前記導電板上に配設される誘電体層とを備え、前記電極要素の各々の前記誘電体層が前記被験者の体に面するように、前記支持体が、前記被験者の体に対して前記電極要素を保持するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

すべての前記サーミスタの前記第２の端子が一緒に結線され、前記第２の導体が、前記第２のピンとすべての前記サーミスタの前記第２の端子との間に導電性経路を実現する、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

複数の電極要素を使用して被験者の体に交流電場を印可するための装置であって、前記複数の電極要素の各々がそれぞれのサーミスタと熱接触して配設され、
ＡＣ出力信号を発生するＡＣ信号発生器と、
複数のピンを含むコネクタであって、前記ピンの各々が前記複数の電極要素のそれぞれ１つに対応する、コネクタと、
第１の複数のスイッチであって、前記第１の複数のスイッチの各々が、前記ピンのそれぞれ１つに前記ＡＣ出力信号を選択的に印可する、または印可しないのいずれかであるように構成される、第１の複数のスイッチと、
前記サーミスタの各々からの電気信号を受け入れ、対応する出力を発生するように構成される増幅器であって、前記サーミスタからの前記電気信号が、前記複数の電極要素に対応する同じピンを介して到達する、増幅器と、
前記増幅器の前記出力に基づいて、前記複数のピンの各々に印可される前記ＡＣ信号のデューティサイクルを個別に調整するように、前記第１の複数のスイッチを制御するように構成されるコントローラと
を備える、装置。

【請求項11】

前記コントローラが、（ａ）前記増幅器の前記出力に基づいて、前記電極要素のうちの少なくとも１つが他の電極要素より熱いときを判定し、（ｂ）少なくとも１つのそれぞれのピンに印可される前記ＡＣ信号の前記デューティサイクルを減らすように、前記第１の複数のスイッチを制御するように構成される、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記コントローラが、（ａ）前記増幅器の前記出力に基づいて、前記電極要素のうちの少なくとも１つが閾値レベルより熱いときを判定し、（ｂ）少なくとも１つのそれぞれのピンに印可される前記ＡＣ信号の前記デューティサイクルを減らすように、前記第１の複数のスイッチを制御するように構成される、請求項１０に記載の装置。

【請求項13】

前記複数の電極要素が少なくとも４つの電極要素を備え、前記複数のピンが少なくとも４つのピンを備え、前記第１の複数のスイッチが少なくとも４つのスイッチを備える、請求項１０に記載の装置。

【請求項14】

前記複数の電極要素が少なくとも９つの電極要素を備え、前記複数のピンが少なくとも９つのピンを備え、前記第１の複数のスイッチが少なくとも９つのスイッチを備える、請求項１０に記載の装置。

【請求項15】

各々が前記複数のピンのうちのそれぞれ１つから前記増幅器の第１の入力に信号を経路指定するように配置される第２の複数のスイッチをさらに備え、
前記コントローラが、前記複数のピンの各々を順次選択し、前記サーミスタの各々からの温度読取値を順次得るように、前記第２の複数のスイッチを制御するようにさらに構成される、請求項１０に記載の装置。

【請求項16】

前記コネクタが追加ピンを含み、
前記追加ピンから前記増幅器の第２の入力に信号を経路指定するように配置される追加スイッチをさらに備える、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

各々が前記複数のピンのうちのそれぞれ１つから前記追加ピンに信号を経路指定するように配置される第３の複数のスイッチをさらに備え、
前記第１の複数のスイッチからの所与のスイッチが開であるとき、前記コントローラが前記第３の複数のスイッチからのそれぞれ対応するスイッチを閉じるように、前記コントローラがさらに構成される、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

各々が前記複数のピンのうちのそれぞれ１つから前記増幅器の第１の入力に信号を経路指定するように配置される第２の複数のスイッチと、
各々が前記複数のピンのうちのそれぞれ１つから前記増幅器の第２の入力に信号を経路指定するように配置される第３の複数のスイッチと
をさらに備え、
前記コントローラが、順番に前記サーミスタの各々の両方の端子に対応する前記複数のピンの対から前記増幅器の前記第１および第２の入力に信号を順次経路指定し、前記サーミスタの各々からの温度読取値を順次得るように、前記第２の複数のスイッチおよび前記第３の複数のスイッチを制御するようにさらに構成される、請求項１０に記載の装置。

【請求項19】

複数の電極要素を使用して被験者の体に交流電場を印可する方法であって、前記複数の電極要素の各々がそれぞれのサーミスタと熱接触して配設され、
交流電場が前記被験者内で誘起されるように、前記電極要素の各々に対してそれぞれのデューティサイクルでＡＣ信号を印可するステップと、
前記サーミスタの各々から信号を入力するステップと、
前記入力信号に基づいて、前記電極要素の各々の温度を判定するステップと、
前記判定した温度に基づいて、前記電極要素に印可される前記ＡＣ信号の前記デューティサイクルを調整するステップと
を含み、
前記調整するステップの後に、前記電極要素のうちの少なくとも１つに印可される前記ＡＣ信号の前記デューティサイクルが、前記電極要素のうちの別の１つに印可される前記ＡＣ信号の前記デューティサイクルと異なる、方法。

【請求項20】

前記調整するステップが、少なくとも１つの他の電極要素より熱い前記電極要素のうちの少なくとも１つに印可される前記ＡＣ信号の前記デューティサイクルを減らすステップを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記調整するステップが、前記電極要素のうちのいずれか最も熱いものに印可される前記ＡＣ信号の前記デューティサイクルを減らすステップを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項22】

前記調整するステップが、その温度が閾値レベルを超える前記電極要素のいずれかに印可される前記ＡＣ信号の前記デューティサイクルを減らすステップを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項23】

前記調整するステップが、その加熱速度が閾値レベルを超える前記電極要素のいずれかに印可される前記ＡＣ信号の前記デューティサイクルを減らすステップを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項24】

前記調整するステップが、その温度が第１の閾値レベルを超える前記電極要素のいずれかに印可される前記ＡＣ信号をオフに切り換えるステップ、および、その温度が第２の閾値レベルより低い前記電極要素の少なくとも１つに印可される前記ＡＣ信号をオンに切り換えるステップを含み、前記第２の閾値レベルが前記第１の閾値レベルより低い、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる、２０１９年１２月３１に出願された米国仮特許出願第６２／９５５，６６４号の利益を主張する。

【背景技術】

【0002】

ＴＴフィールド療法は、腫瘍を治療するための定評のある手法である。図１は、ＴＴフィールドを送出するための従来技術のＯｐｔｕｎｅ（登録商標）システムの概略図である。ＴＴフィールドは、（たとえば、グリア芽細胞腫を有する人について、図２Ａ～図２Ｄに描かれるように）腫瘍に非常に近接して、患者の皮膚上に配置される４つのトランスデューサアレイ２１～２４を介して患者に送出される。トランスデューサアレイ２１～２４は、２対に配置され、各トランスデューサアレイは、マルチワイヤケーブルを介してＡＣ信号発生器２０に接続される。ＡＣ信号発生器が、（ａ）第１の時間期間の間、一方の対のアレイ２１、２２を通してＡＣ電流を送り、これが、腫瘍を通る第１の方向を有する電場を誘起し、次いで、（ｂ）第２の時間期間の間、他方の対のアレイ２３、２４を通してＡＣ電流を送り、これが、腫瘍を通る第２の方向を有する電場を誘起し、次いで、処理の持続時間の間、ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返す。

【0003】

各トランスデューサアレイ２１～２４は、フレックス回路を介して相互接続される、１組の容量結合した電極要素Ｅ（たとえば、９個の電極要素の組であって、その各々が、直径で約２ｃｍである）として構成される。各電極要素は、その上に配設される誘電体層（より具体的には、高い誘電率を有するセラミック材料の層）を有する導電性基板を含む。各電極要素は、導電性医療用ゲルの層と接着テープとの間に挟まれる。アレイを患者上に置くと、医療用ゲルが、患者の皮膚の輪郭に適合して、体とデバイスの良好な電気的接触を確実にする。接着テープは、患者が彼らの日常の活動を行うとき、全アレイを患者上の定位置に保持する。

【0004】

トランスデューサアレイを介して送出される交流電流の振幅は、（トランスデューサアレイの下方の皮膚上で測定したときの）皮膚温度が、安全な閾値の４１℃を超えないように制御される。患者の皮膚上の温度測定値は、トランスデューサアレイのディスクのうちのいくつかの下方に置かれるサーミスタＴを使用して得られる。既存のＯｐｔｕｎｅ（登録商標）システムでは、各アレイが８個のサーミスタを含み、１つのサーミスタは、アレイ中のそれぞれのディスクの下方に位置決めされる。（ほとんどのアレイが８個より多いディスクを含み、この場合、温度測定は、アレイ内のディスクのサブセットの下方でだけ実施されることに留意されたい。）

【0005】

ＡＣ信号発生器２０は、（４個のアレイ×アレイ毎に８個のサーミスタ）すべてで３２個のサーミスタからの温度測定値を得、ＡＣ信号発生器中のコントローラは、温度測定値を使用して、患者の皮膚上の温度を４１℃より下に維持するために、各対のアレイを介して送出される電流を制御する。電流自体は、ＡＣ信号発生器２０から各アレイに延びる追加ワイヤ（すなわち、アレイ２１～２４の各々に１つのワイヤ２８）を介して各アレイに送出される。また、アレイ２１～２４の各々用の追加ワイヤ（図示せず）は、すべてで８個のサーミスタ用の共通の戻り線として使用される。したがって、既存のＯｐｔｕｎｅシステム中のアレイ２１～２４上で終端する４つのケーブルの各々が合計で１０個の導体を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】ＵＳ １６／６８６，９１８

【特許文献2】ＵＳ ２０１８／００５０２００

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の１つの態様は、被験者の体に交流電場を印可するための第１の装置に関する。第１の装置は、複数の電極要素と、被験者の体に対して電極要素を保持するように構成される支持体と、複数のサーミスタとを備える。サーミスタの各々が第１の端子と第２の端子とを有し、サーミスタの各々は、電極要素のうちの対応するそれぞれ１つで温度を検知するように位置決めされる。第１の装置は、複数の第１のピンおよび第２のピンを有するコネクタと、複数の第１の導体であって、その各々が、（ａ）第１のピンのうちのそれぞれ１つと、（ｂ）電極要素のうちのそれぞれ１つと、（ｃ）対応するサーミスタの第１の端子との間に導電性経路を実現する複数の第１の導体と、第２のピンとサーミスタのうちの少なくとも１つの第２の端子との間に導電性経路を実現する第２の導体とをやはり備える。

【0008】

第１の装置のいくつかの実施形態では、すべてのサーミスタの第２の端子は一緒に結線される。任意選択で、これらの実施形態では、すべてのサーミスタの第２の端子は、（ａ）フレックス回路上の少なくとも１つのトレースと（ｂ）少なくとも１つのワイヤのうちの少なくとも１つを使用して、一緒に結線することができる。

【0009】

第１の装置のいくつかの実施形態では、複数のサーミスタが直列に配置され、サーミスタのうちの第１のもので始まり、サーミスタのうちの最後のもので終了し、最後のサーミスタを除くサーミスタのうちの各々の第２の端子が、それぞれの後続のサーミスタの第１の端子に結線され、第２の導体が、コネクタの第２のピンと最後のサーミスタの第２の端子との間に導電性経路を実現する。

【0010】

第１の装置のいくつかの実施形態では、第２の導体が、第２のピンと、サーミスタのうちのただ１つの第２の端子との間に導電性経路を実現する。

【0011】

第１の装置のいくつかの実施形態では、複数の電極要素が少なくとも４つの電極要素を備え、複数のサーミスタが少なくとも４つのサーミスタを備える。

【0012】

第１の装置のいくつかの実施形態では、複数の電極要素が少なくとも９つの電極要素を備え、複数のサーミスタが少なくとも９つのサーミスタを備える。

【0013】

第１の装置のいくつかの実施形態では、電極要素のうちの各々が、導電板と導電板上に配設される誘電体層とを備え、電極要素の各々の誘電体層が被験者の体に面するように、支持体は、被験者の体に対して電極要素を保持するように構成される。

【0014】

第１の態様のいくつかの実施形態では、すべてのサーミスタの第２の端子が一緒に結線され、第２の導体が、第２のピンとすべてのサーミスタの第２の端子との間に導電性経路を実現する。

【0015】

本発明の別の態様は、複数の電極要素を使用して被験者の体に交流電場を印可するための第２の装置に関する。複数の電極要素の各々が、それぞれのサーミスタと熱接触して配設される。第２の装置は、ＡＣ出力信号を発生するＡＣ信号発生器と、複数のピンを含むコネクタとを備える。ピンの各々が、複数の電極要素のそれぞれ１つに対応する。第２の装置は、第１の複数のスイッチをやはり備える。第１の複数のスイッチの各々は、ピンのそれぞれ１つにＡＣ出力信号を選択的に印可する、または印可しないのいずれかであるように構成される。第２の装置は、サーミスタの各々からの電気信号を受け入れ、対応する出力を発生するように構成される増幅器をやはり備える。サーミスタからの電気信号は、複数の電極要素に対応する同じピンを介して到達する。第２の装置は、増幅器の出力に基づいて、複数のピンの各々に印可されるＡＣ信号のデューティサイクルを個別に調整するように、第１の複数のスイッチを制御するように構成されるコントローラをやはり備える。

【0016】

第２の装置のいくつかの実施形態では、コントローラは、（ａ）増幅器の出力に基づいて、電極要素のうちの少なくとも１つが他の電極要素より熱いときを判定し、（ｂ）少なくとも１つのそれぞれのピンに印可されるＡＣ信号のデューティサイクルを減らすように、第１の複数のスイッチを制御するように構成される。第２の装置のいくつかの実施形態では、コントローラは、（ａ）増幅器の出力に基づいて、電極要素のうちの少なくとも１つが閾値レベルより熱いときを判定し、（ｂ）少なくとも１つのそれぞれのピンに印可されるＡＣ信号のデューティサイクルを減らすように、第１の複数のスイッチを制御するように構成される。

【0017】

第２の装置のいくつかの実施形態では、複数の電極要素が少なくとも４つの電極要素を備え、複数のピンが少なくとも４つのピンを備え、第１の複数のスイッチが少なくとも４つのスイッチを備える。第２の装置のいくつかの実施形態では、複数の電極要素が少なくとも９つの電極要素を備え、複数のピンが少なくとも９つのピンを備え、第１の複数のスイッチが少なくとも９つのスイッチを備える。

【0018】

第２の装置のいくつかの実施形態は、第２の複数のスイッチをさらに備え、その各々は、複数のピンのうちのそれぞれ１つから増幅器の第１の入力に信号を経路指定するように配置される。これらの実施形態では、コントローラは、複数のピンの各々を順次選択し、サーミスタの各々からの温度読取値を順次得るように、第２の複数のスイッチを制御するようにさらに構成される。任意選択で、これらの実施形態では、コネクタが追加ピンを含み、装置が、追加ピンから増幅器の第２の入力に信号を経路指定するように配置される追加スイッチをさらに備える。

【0019】

第２の装置のいくつかの実施形態は、第２の複数のスイッチをさらに備え、その各々は、複数のピンのうちのそれぞれ１つから増幅器の第１の入力に信号を経路指定するように配置される。これらの実施形態では、コントローラは、複数のピンの各々を順次選択し、サーミスタの各々からの温度読取値を順次得るように、第２の複数のスイッチを制御するようにさらに構成される。コネクタが追加ピンを含み、装置が、（ａ）追加ピンから増幅器の第２の入力に信号を経路指定するように配置される追加スイッチ、および（ｂ）その各々が複数のピンのうちのそれぞれ１つから追加ピンに信号を経路指定するように配置される第３の複数のスイッチをさらに備える。これらの実施形態では、コントローラは、第１の複数のスイッチからの所与のスイッチが開であるとき、コントローラが第３の複数のスイッチからのそれぞれ対応するスイッチを閉じるようにさらに構成される。

【0020】

第２の装置のいくつかの実施形態は、その各々が複数のピンのうちのそれぞれ１つから増幅器の第１の入力に信号を経路指定するように配置される第２の複数のスイッチ、および、その各々が複数のピンのうちのそれぞれ１つから増幅器の第２の入力に信号を経路指定するように配置される第３の複数のスイッチをさらに備える。これらの実施形態では、コントローラは、順番にサーミスタの各々の両方の端子に対応する複数のピンの対から増幅器の第１および第２の入力に信号を順次経路指定し、サーミスタの各々からの温度読取値を順次得るように、第２の複数のスイッチおよび第３の複数のスイッチを制御するようにさらに構成される。

【0021】

本発明の別の態様は、複数の電極要素を使用して被験者の体に交流電場を印可する第１の方法に関する。複数の電極要素の各々が、それぞれのサーミスタと熱接触して配設される。第１の方法は、交流電場が被験者内で誘起されるように、電極要素の各々に対してそれぞれのデューティサイクルでＡＣ信号を印可するステップと、サーミスタの各々から信号を入力するステップと、入力信号に基づいて、電極要素の各々の温度を判定するステップと、判定した温度に基づいて、電極要素に印可されるＡＣ信号のデューティサイクルを調整するステップとを含む。調整するステップの後に、電極要素のうちの少なくとも１つに印可されるＡＣ信号のデューティサイクルは、電極要素のうちの別の１つに印可されるＡＣ信号のデューティサイクルと異なる。

【0022】

第１の方法のいくつかの事例では、調整するステップは、少なくとも１つの他の電極要素より熱い電極要素のうちの少なくとも１つに印可されるＡＣ信号のデューティサイクルを減らすステップを含む。第１の方法のいくつかの事例では、調整するステップは、電極要素のうちのいずれか最も熱いものに印可されるＡＣ信号のデューティサイクルを減らすステップを含む。第１の方法のいくつかの事例では、調整するステップは、その温度が閾値レベルを超える電極要素のいずれかに印可されるＡＣ信号のデューティサイクルを減らすステップを含む。

【0023】

第１の方法のいくつかの事例では、調整するステップは、その加熱速度が閾値レベルを超える電極要素のいずれかに印可されるＡＣ信号のデューティサイクルを減らすステップを含む。第１の方法のいくつかの事例では、調整するステップは、その温度が第１の閾値レベルを超える電極要素のいずれかに印可されるＡＣ信号をオフに切り換えるステップ、および、その温度が第２の閾値レベルより低い電極要素の少なくとも１つに印可されるＡＣ信号をオンに切り換えるステップを含み、第２の閾値レベルが第１の閾値レベルより低い。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】ＴＴフィールドを送出するための従来技術のＯｐｔｕｎｅ（登録商標）システムの概略図である。

【図2A】脳腫瘍を治療するための、人の頭上におけるトランスデューサアレイの位置決めを描く図である。

【図2B】脳腫瘍を治療するための、人の頭上におけるトランスデューサアレイの位置決めを描く図である。

【図2C】脳腫瘍を治療するための、人の頭上におけるトランスデューサアレイの位置決めを描く図である。

【図2D】脳腫瘍を治療するための、人の頭上におけるトランスデューサアレイの位置決めを描く図である。

【図3】各個別の電極要素について個別の導体を設けるトランスデューサアレイの第１の実施形態を描く図である。

【図4】ＴＴフィールドを被験者に印可するため、図３のトランスデューサアレイの４つのコピーを使用するシステムのブロック図である。

【図5】各個別の電極要素について個別の導体を設けるトランスデューサアレイの第２の実施形態を描く図である。

【図6】ＴＴフィールドを被験者に印可するため、図５のトランスデューサアレイの４つのコピーを使用するシステムのブロック図である。

【図7】図４および図６の実施形態中のバンク１Ｌおよび１Ｒにおける、スイッチの各々を実装するのに好適な回路の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

添付図面を参照して下で詳細に様々な実施形態が記載される。添付図面では、同様の参照番号は同様の要素を表す。

【0026】

上で記載した図１の手法は、腫瘍にＴＴフィールドを送出するのに非常に効果的であるが、４つのトランスデューサアレイ２１～２４中の要素の各々と人体との間に良好な電気的接触が維持されない場合、治療の効果が低下することになる。これは、たとえば、トランスデューサアレイの１つまたは複数の要素の下方のヒドロゲルが経時的に乾燥する場合、または要素のうちの１つまたは複数の下方の髪の成長に起因して発生する可能性がある。

【0027】

たとえば、トランスデューサアレイ２１～２４の各々に９つの電極要素Ｅがあり、前部トランスデューサアレイ２１上の単一の電極要素Ｅの下方のヒドロゲルが乾燥して、（ａ）そのトランスデューサアレイ２１のすべての他の電極要素、および（ｂ）他のトランスデューサアレイ２２～２４のすべての電極要素Ｅの下方に十分なヒドロゲルが存在すると仮定する。この状況では、単一の電極要素Ｅと人体との間の抵抗値は、他の電極要素のいずれかと人体との間の抵抗値よりも高くなる。また、この抵抗値の増加によって、単一の電極要素Ｅの温度が他の電極要素より上昇することが引き起こされる。

【0028】

この状況では、トランスデューサアレイ２１～２４の各々の中の電極要素Ｅのすべてが並列に結線されるため、前部および後部トランスデューサアレイ２１、２２上の残りの電極要素Ｅのすべてにおける温度が４１℃より十分低いことができるにもかかわらず、前部アレイ２１上の単一の電極要素Ｅの温度を４１°より低く保つために、ＡＣ信号発生器２０は、トランスデューサアレイ２１、２２の全前部／後部対に印可される電流を制限しなければならない。また、この電流の減少によって、腫瘍における電場の強度の、対応した減少が引き起こされ、このことによって、治療の効果が低下する可能性がある。

【0029】

本明細書に記載される実施形態は、有利なことに、トランスデューサアレイ上で終端するケーブルの導体の数を過度に増やすことなく、また、トランスデューサアレイ上またはトランスデューサアレイの近くに位置決めされる能動素子に依拠することなく、個別の電極要素を通して経路指定される電流を制御する能力を実現する。

【0030】

トランスデューサアレイ２１～２４の各々の中の電極要素Ｅのすべてが並列に結線される従来技術の構成とは異なり、本明細書に記載される実施形態は、トランスデューサアレイの各々の中の複数の電極要素の各々についての個別の導体を有する。この構成によって、アレイのいずれか１つの中の任意の所与の個別の電極要素について、電流を独立してオンとオフに切り換えることが可能になる。

【0031】

要素毎ベースで電流を制御するための１つの可能な手法は、図１に図示される従来技術の構成で開始して、電極要素が並列に接続されず、個別のワイヤを各個別の電極要素に導くように、電極要素を再結線することである。しかし、この手法での問題点は、トランスデューサアレイに延びるケーブルの各々における導体の数をほとんど倍にすることが必要となる点である。たとえば、９つの電極要素を有するトランスデューサアレイでは、各ケーブルに合計で１９本のワイヤが必要となる（すなわち、９つの電極要素の各々に対して個別のアクセスを実現するために９本、サーミスタからの信号用に追加の９本、プラス、すべてで９つのサーミスタ用の共通の戻り線として働く１本の追加ワイヤ）。また、各ケーブル中のワイヤの数の、この劇的な増加は、ケーブルを曲がりにくくより厄介にし、このことによって、システムは、使用するのが難しくなり、患者の適合性が減少する場合がある。

【0032】

各ケーブル中のワイヤの合計数を減らすための１つの方法は、トランスデューサアレイ上またはトランスデューサアレイの近くに能動素子（たとえば、電気的に制御されるスイッチ）を位置決めすることである。たとえば、１組のスイッチを使用して、電極要素のどれが任意の所与の瞬間にオンになるかを制御することができる（たとえば、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる、２０１９年１１月１８日に出願された、ＵＳ １６／６８６，９１８に記載されるように）。代替または追加で、アナログマルチプレクサを使用して、少ない数の導体を有する、サーミスタから得られた温度読取値をケーブル中へと多重化することができる（たとえば、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる、ＵＳ ２０１８／００５０２００に記載されるように）。しかし、トランスデューサアレイ上またはトランスデューサアレイの近くに能動素子を位置決めすることによって、それ自体の欠点の組がもたらされる（たとえば、重さおよび複雑さが追加され、プラス、殺菌での潜在的な問題点）。

【0033】

図３は、所与のトランスデューサアレイに延びる各ケーブル中のワイヤの数に劇的な増加をもたらすことなく、また、トランスデューサアレイ上またはトランスデューサアレイの近くに位置決めされる能動素子を必要とすることなく、各個別の電極要素５１に個別の導体を提供するトランスデューサアレイ５０の第１の実施形態を描く。図４に関連して下で記載されるように、好ましくは、トランスデューサアレイ５０の４つのコピーを使用して、人の頭（または、他の体の部分）にＴＴフィールド治療が施される。

【0034】

各トランスデューサアレイ５０は、図３の実施形態中で参照を簡単にするために、Ｅ１～Ｅ９とラベル付けされる複数の電極要素５２を含む。これらの電極要素５２の各々は、その上に誘電体層が配設される、導電性基板（たとえば、円形金属基板）を有する。いくつかの好ましい実施形態では、これらの電極要素５２の各々は、Ｏｐｔｕｎｅ（登録商標）システムで使用された従来技術の電極要素と同様の、（たとえば、２ｃｍの直径を有する）ディスク形状で容量結合した電極要素であり、誘電体層は、高い誘電率を有するセラミック材料の薄い層を備える。しかし、Ｏｐｔｕｎｅ（登録商標）システムおよび（すべての要素が並列に結線される）図１とは異なり、この図３の実施形態では、個別の導体が電極要素５２の各々からコネクタ５７に延びる。これらの導体は、（個別の導体を一緒に単一のケーブル５６へと集中させる）「ワイヤ経路指定」ブロック５５のすぐ上に１～９と番号付けされる。いくつかの好ましい実施形態では、電極要素５２の各々への電気的接続は、フレックス回路上の１つもしくは複数のトレースおよび／または１つもしくは複数の導電性ワイヤを含む。

【0035】

図３に描かれた実施形態では、容量結合した電極要素５２のすべてが、支持構造物５９によって定位置に保持される。電極要素５２の誘電体層が被験者の体に面し、被験者の体と接触して位置決めできるよう、支持構造物は、被験者の体に対して電極要素を保持するように構成される。任意選択で、この支持構造物は、可撓性裏当て５９（たとえば、発泡材料の層）を備えることができる。好ましくは、トランスデューサアレイ５０が被験者の体に対して置かれるとき、電極要素５２の誘電体層と被験者の体との間に、ヒドロゲルの層が配設される。支持構造物５９の構築は、限定しないが、粘着布、発泡体、またはプラスチックシートを含む、当業者には明らかな種々の従来の手法のいずれかを使用して実施することができる。

【0036】

各トランスデューサアレイ５０は、複数のサーミスタ５４をやはり含み、１つのサーミスタが電極要素５２の各々に位置決めされ、そのため、サーミスタ５４は、それぞれの電極要素５２の温度を検知することができる。これは、たとえば、各電極要素５２の中心に孔または凹部を組み込むこと、および、この孔または凹部の中にサーミスタ５４のうちのそれぞれ１つを位置決めすることによって達成することができる。サーミスタ５４の各々は、第１の端子（すなわち、図３における、サーミスタの下の端子）および第２の端子（すなわち、図３における、サーミスタの上の端子）を有する。

【0037】

各トランスデューサアレイ５０は、トランスデューサアレイ５０の中に、また、トランスデューサアレイ５０から電気信号を送信するために使用されるコネクタ５７をやはり有する。コネクタ５７は、複数の第１のピンおよび第２のピンを有する。図示される実施形態では、第１のピンの数は電極要素５２の数と同じであり、第１のピンの各々は、それらの電極要素５２のうちのそれぞれ１つに対応する。また、図示される実施形態では、Ｃとラベル付けされた単一の第２のピンだけがある。本明細書で使用する、「ピン」という用語は、コネクタ５７のオスまたはメスのピンのいずれかのことを呼ぶことができることに留意されたい。

【0038】

各トランスデューサアレイ５０は、複数の第１の導体をやはり有し、これらの第１の導体の数は、電極要素５２の数に依存することになる。９つの電極要素５２を含む、図３に描かれた実施形態では、これらの導体は、１～９とラベル付けされる。これらの第１の導体の各々は、（ａ）コネクタ５７中の第１のピンのうちのそれぞれ１つと、（ｂ）電極要素５２のうちのそれぞれ１つ（Ｅ１～Ｅ９）の導電性基板と、（ｃ）対応するサーミスタ５４の第１の端子との間に導電性経路を実現する。これらの第１の導体の各々は、複数のワイヤの切片および／またはフレックス回路上の複数のトレースを使用して任意選択で実装することができることに留意されたい。

【0039】

各トランスデューサアレイ５０は、コネクタ５７の第２のピンとサーミスタ５４のうちの少なくとも１つの第２の端子（すなわち、図３における上の端子）との間に導電性経路を実現する第２の導体をやはり有する。図３に描かれた実施形態では、サーミスタのすべての第２の端子が一緒に結線される。この実施形態では、第２の導体が、コネクタ５７の第２のピンとサーミスタ５４のすべての第２の端子との間に導電性経路を実現する。第２の導体は、複数のワイヤの切片および／またはフレックス回路上の複数のトレースを使用して任意選択で実装することができる。

【0040】

コネクタ５７は、個別の電極要素５２の各々に対応する個別の第１のピンを有し、第１のピンの各々と電極要素５２のそれぞれ１つとの間に導電性経路が存在するために、コネクタ５７と対合するシステムは、コネクタ５７上のそれぞれの第１のピンに信号を印可すること、または印可しないことのいずれかによって、電極要素５２の各々を個別に選択的に通電すること、または通電しないことができる。

【0041】

また、コネクタ５７は、サーミスタ５４の各々の第１の端子に対応する個別の第１のピンを有し、第１のピンの各々とサーミスタ５４のそれぞれ１つとの間に導電性経路が存在するために、コネクタ５７と対合するシステムは、サーミスタ５４の各々の第１の端子にアクセスできる。加えて、すべてのサーミスタ５４の第２の端子がすべて一緒に結線され、第２のピン（Ｃとラベル付けされる）に接続されるために、コネクタ５７と対合するシステムは、サーミスタ５４の各々の第２の端子にやはりアクセスできる。結果として、コネクタ５７と対合するシステムは、サーミスタ５４のいずれかの抵抗値を測定することができる。これは、たとえば、各サーミスタ５４を通して既知の電流を経路指定し、各サーミスタを横切って現れる電圧を測定することによって達成することができる。

【0042】

特に、コネクタ５７上の任意の所与の第１のピンが、個別の電極要素５２のそれぞれ１つに対応し、個別のサーミスタ５４のそれぞれ１つにやはり対応するために、コネクタ５７上の第１のピンの各々は、２つの機能を果たす。このことによって、ケーブル５６の各々に含まなければならないワイヤの数が減り、このことが、次いで有利なことに、ケーブルをより曲げやすくし、厄介さを減らす。

【0043】

図４は、ＴＴフィールドを被験者に印可するため、（図３に関連して上で記載された）トランスデューサアレイ５０の４つのコピーを使用するシステムのブロック図である。図４では、これらの４つのコピーが、５０Ａ、５０Ｐ、５０Ｌ、および５０Ｒとラベル付けされ、ここで、Ａ、Ｐ、Ｌ、およびＲは、それぞれ、前、後、左、および右を意味する。図４の下部は、別個のブロックとして、ＡＣ電圧発生器３５および「ＣＡＤボックス」３０を描いており、その後者は、温度測定ブロック３２、コントローラ３４、およびスイッチのバンク１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、１Ｒ、２Ｒ、および３Ｒを含む。いくつかの実施形態では、それら２つのブロック３５、３０中の構成要素は、２つの別個の筐体へと物理的に分割することができる。しかし、代替実施形態では、それら２つのブロック３５、３０中の構成要素は、単一の筐体へと組み合わされる。

【0044】

見やすいように、図４には、左および右のチャネルだけが描かれる。しかし、残りのチャネル（すなわち、前および後のチャネル）は、それぞれ、左および右のチャネルと同じ方法で動作する。加えて、図４のトランスデューサアレイ５０の各々は、見やすいように、４つの電極要素５２および４つのサーミスタ５４だけで描かれる。しかし、実際のシステムは、より多い数（たとえば、９と３０の間）の電極要素およびサーミスタを有することになり、トランスデューサアレイ５０の各々に実際に使用される電極要素５２の数に依存して、より多い数のある種の他の構成要素（たとえば、スイッチ、導体など）も有することになることが予期される。

【0045】

図４のシステムは、（双方向性アナログスイッチを使用して実装することができる）バンク２Ｌ中の電子制御スイッチを制御することによって、左チャネル５０Ｌ中のサーミスタ５４の温度を測定し、順番にサーミスタの各々を選択することができる。たとえば、サーミスタＴ１を選択するために、スイッチＣおよびスイッチ１は閉じなければならず、サーミスタＴ２を選択するために、スイッチＣおよびスイッチ２は閉じなければならず、などである。トランスデューサアレイ５０Ｌ内のサーミスタＴ１～Ｔ４のうちの任意の所与の１つが選択された後、温度測定ブロック（ＴＭＢ）３２は、サーミスタの抵抗値を測定することによって、サーミスタの温度を判定することができる。これは、たとえば、任意の所与の時刻にスイッチのバンク２Ｌによって選択されるサーミスタのどれにでも、既知の電流が経路指定されるように、ＴＭＢ３２内に位置決めされる既知の電流（たとえば、１５０μＡ）を発生する電流源を使用することによって、達成することができる。既知の電流によって、選択したサーミスタ（Ｔ１～Ｔ４）を横切る電圧を現れさせ、この電圧を測定することによって、選択したサーミスタの温度を、判定することができる。サーミスタＴ１～Ｔ４の各々を順番に選択し、（選択したサーミスタにおける温度を示す）サーミスタの各々を横切って現れる電圧を順番に測定するプログラムをコントローラ３４が走らせる。サーミスタの各々から温度の読取値を得るために使用することができる好適なハードウェアおよび手順の例は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれるＵＳ ２０１８／００５０２００に記載される。

【0046】

右のチャネル５０Ｒ中のサーミスタ５４の温度を測定するのは、バンク２Ｌの代わりに、スイッチのバンク２Ｒが使用されることを除いて、左のチャネル５０Ｌに関連して上で記載されたものと同じ手法を使用して達成される。他のチャネル５０Ａ、５０Ｐについて、対応するスイッチのバンク（図示せず）がやはり設けられ、それらのチャネルでまた同様の手法が使用される。

【0047】

サーミスタ５４（Ｔ１～Ｔ４）から得られた温度読取値に基づいて、対応する電極要素５２（Ｅ１～Ｅ４）の各々に対する（ＡＣ電圧発生器３５から生じる）電流をオンまたはオフのいずれかにするため、バンク１Ｌ中のスイッチをコントローラ３４が制御する。たとえば、電極要素５２の４つすべてで電流をオンのままにするために、バンク１Ｌ中のスイッチの４つすべてを閉じなければならない。電極要素Ｅ１に達する電流を中断するため、バンク１Ｌ中のスイッチ１を開かなければならず、電極要素Ｅ２に達する電流を中断するため、バンク１Ｌ中のスイッチ２を開かなければならず、などである。

【0048】

少数の電極要素が過熱し始めたら、人体に結合される平均電流の減少を減らすまたはなくすために、個別の電極要素を通って経路指定される電流を制御するステップを使用することができる。これが、次いで、腫瘍における電場の強度の減少を有利に減らすまたはなくすことができる。このことは、（４１°に近づいていない）残りの電極要素を通過する電流に影響を及ぼすことなく、それらの電極要素についての平均電流を減らすために、４１°に近づき始めた各個別の電極要素について、電流を交互にオンおよびオフに切り換えるようにコントローラ３４をプログラムすることによって、達成することができる。

【0049】

たとえば、５００ｍＡの電流が、１０個の電極要素を含むトランスデューサアレイを通過し、それらの電極要素のうちのただ１つだけが４１°に近づき始めた状況を仮定する。その単一の電極要素の温度を４１°未満に保つため、単一の電極要素を通る電流の１０％低減が必要となるとさらに仮定する。（従来技術でのように）トランスデューサアレイ全体を通る電流を５００ｍＡから４５０ｍＡに削減することによって、この電流の１０％低減を達成する代わりに、バンク１Ｌ中のスイッチを制御して、その単一の電極要素を通る電流を９０％デューティサイクルでオンおよびオフに切り換える一方で、残りの電極要素のすべてについてフルタイムで電流をオンのままにすることによって、コントローラ３４は、単一の電極要素を通る平均電流を１０％だけ削減することができる。電極要素の熱慣性の観点から、単一の電極要素の瞬間的な温度が４１°を決して超えないように、切換速度は十分速くなければならないことに留意されたい。たとえば、電流を９０ｍｓの間オンに切り換え、１０ｍｓの間オフに切り換えることによって、９０％のデューティサイクルを達成することができる。

【0050】

この手法が使用されると、残りの９つの電極要素を通る電流は、変わらないままとなることができ（すなわち、電極要素毎に５０ｍＡ）、単一の電極要素を通る電流だけが４５ｍＡの平均に減らされる。トランスデューサアレイを通る、平均の正味合計電流は、ここで、４９５ｍＡになり（すなわち、９×５０＋４５）、これは、電極要素のいずれかで４１°を超えることなく、著しく多い電流を人体の中に結合できることを意味する。

【0051】

コントローラ３４は、単一の電極要素を通る電流の減少を補償するために、残りの９つの電極要素を通る電流を増やすように構成することさえできる。たとえば、残りの９つの電極要素を通る電流は、（たとえば、コントローラ３４がＡＣ電圧発生器３５に電圧を１％増加させる要求を送信することによって）電極要素毎に５０．５ｍＡに増加することができる。この解決策が実装される場合、トランスデューサアレイ全体を通る平均の正味合計電流は、（９つの電極×５０．５ｍＡ＋１つの電極×５０．５ｍＡ×０．９デューティサイクル）＝４９９．９５ｍＡであり、これは、元々の５００ｍＡの電流に非常に近い。

【0052】

何らかの後の時刻に（または同時刻にでさえ）、第２の電極要素の温度が４１°に近づき始めた場合、同様の技法（すなわち、１００％から１００％未満の何らかの点へのデューティサイクルの低減）を使用して、第２の電極要素の温度が４１°を超えるのを防ぐことができる。

【0053】

いくつかの実施形態では、この技法を使用して、これらの電極要素の各々を通って流れる電流を最大化する一方で、それらの要素の各々の温度を４１°未満に保つため、電極要素の各々におけるデューティサイクルを個別にカスタマイズすることができる。任意選択で、所与の電極要素の温度が４１°に近づき始めたときにだけデューティサイクルを減らすため改善行為を行う代わりに、アレイ中の電極要素のすべてにわたり温度を等化するように、所与のトランスデューサアレイ中の電極要素の各々で個別にデューティサイクルを予め設定するようにコントローラ３４を構成することができる。たとえば、コントローラ３４は、電極要素の各々で４０．５°の周りから離れない温度を維持するように、各電極要素でデューティサイクルを個別に設定するように構成することができる。任意選択で、コントローラ３４は、この結果に到達するために、必要に応じて電圧を増減するため、ＡＣ電圧発生器３５に要求を送信するように構成することができる。

【0054】

この手法を使用して、あらゆる電極要素が可能な最大平均電流を（４１°を超えることなく）伝達するのを確実にすることができ、このことによって、腫瘍中の場の強度の増加を実現し、それに対応して治療が改善される。

【0055】

いくつかの実施形態では、コントローラ３４は、以下のように、電極要素のすべての温度を安全な閾値より下に（たとえば、４１℃未満に）保つようにプログラムすることができる。電流が連続的にオン（すなわち、１００％のデューティサイクル）であるように、バンク１Ｌ中のスイッチ１～４のすべてを閉じることによって開始する。次いで、ＴＭＢ３２を介して到達する信号に基づいて、コントローラ３４は、電極要素の各々の温度が安全な閾値より下である上側閾値（たとえば、４０℃）を超えるかを判定する。コントローラ３４がこの条件を検出すると、コントローラ３４は、対応するデジタル出力を所望のデューティサイクルでトグルすることによって、バンク１Ｌ中の対応するスイッチについてのデューティサイクルを減らす。これは、対応する電極要素５２への電流を同じデューティサイクルで中断することになり、それによって、温度がその上側閾値を超える特定の電極要素５２における平均電流が減る。電流の低減レベルは、デューティサイクルによって決定される。たとえば、５０％デューティサイクルを使用すると電流を半分削減することになり、７５％デューティサイクルを使用すると電流を２５％だけ削減することになる。

【0056】

特に、この手順は、トランスデューサアレイ５０上の電極要素５２の特定のものへの電流だけを中断し、そのトランスデューサアレイ５０上の残りの電極要素５２への電流を中断しない。これは、従来技術を超える非常に著しい利益をもたらす。というのは、そのことによって、それらの電極要素のうちのほんの少数だけが熱くなるとき、電極要素を通して経路指定される電流を削減する必要性がなくなる、または必要性が減るためである。

【0057】

この点を説明するのに、数値例が有用となる。図４の実施形態において、左のトランスデューサアレイ５０Ｌおよび右のトランスデューサアレイ５０Ｒは、それぞれ、被験者の頭の左側および右側に位置決めされ、バンク１Ｌおよび１Ｒ中のスイッチのすべてが１００％デューティサイクルでオン状態であり、ＡＣ電圧発生器３５が最初に５００ｍＡの電流を出力すると仮定する。左のトランスデューサアレイ５０Ｌの電極要素５２と右のトランスデューサアレイ５０Ｒの電極要素５２との間にＡＣ電圧が現れ、５００ｍＡのＡＣ電流が、電極要素５２を通り、被験者の頭を通って容量結合されることになる。コントローラ３４は、温度センサ５４の各々から温度測定ブロック３２を介して信号を入力することによって、トランスデューサアレイ５０Ｌ、５０Ｒの各々の中の電極要素５２の各々の温度を監視する。ここで、左のトランスデューサアレイ５０Ｌ中の電極要素５２のうちの所与の１つの温度が４０℃に上昇したと仮定する。この状態は、対応する温度センサ５４からの信号を介してコントローラ３４に報告されることになる。所与の電極要素５２の温度が４０℃に上昇したことをコントローラ３４が認識すると、所与の電極要素５２への電流を周期的に中断してより低い平均電流を維持するために、コントローラ３４は、バンク１Ｌ中の対応するスイッチへ行く制御信号を所望のデューティサイクルでトグルすることになる。

【0058】

これは、電極要素５２のうちのたった１つでさえ、温度が４１℃に近づくとすぐに、電極要素のすべてを通って流れる電流を減らす必要がある、従来技術のデバイスとははっきりとした対照をなしている。

【0059】

残りの電極要素５２のうちのただ１つのデューティサイクルが減らされる場合、元々の５００ｍＡの電流を維持すること（および、全電流を使用することによって生じる利益を享受すること）が可能であることに留意されたい。しかし、電極要素５２のうちの十分なだけ多くのデューティサイクルが減らされる場合、元々の５００ｍＡの電流が低下しなければならない場合がある。これを達成するため、コントローラ３４は、ＡＣ電圧発生器３５に命令を送信することができる。ＡＣ電圧発生器３５がこの要求を受信すると、ＡＣ電圧発生器３５は、その出力電圧を減らし、このことによって、電流を低下させることになる。

【0060】

任意選択で、コントローラ３４によって選択されるデューティサイクルは、所与の電極要素５２に電流が印可された後に、（温度センサ５４およびＴＭＢ３２を介して測定されるような）所与の電極要素５２が温度上昇する速度に基づいて制御することができる。より具体的には、所与の電極要素５２が予期されるよりも２倍速く温度上昇するとコントローラ３４が認識する場合、コントローラ３４は、その電極要素について５０％のデューティサイクルを選択することができる。同様に、所与の電極要素５２が予期されるよりも１０％速く温度上昇するとコントローラ３４が認識する場合、コントローラ３４は、その電極要素について９０％のデューティサイクルを選択することができる。

【0061】

他の実施形態では、デューティサイクルを減らすことによって平均電流を確定的に削減する代わりに、上で記載したように所与の電極要素５２への電流をオフにするためバンク１Ｌ中のスイッチを使用し、温度センサ５４を使用して測定される温度が第２の温度閾値より下に（たとえば、３８℃より下に）落ちるまで待つことによって、実時間温度測定に基づいて、所与の電極要素５２における平均電流をコントローラ３４が減らすことができる。温度がこの第２の温度閾値より下に落ちると、コントローラ３４は、所与の電極要素５２への電流を回復させることができる。これは、たとえば、スイッチがオン状態に戻るように、以前にオフにされたバンク１Ｌ中のスイッチの状態を制御することによって達成することができ、このことによって、導電体とそれぞれの電極要素５２との間を電流が流れることが可能になる。これらの実施形態では、所与の電極要素５２への電流は、所与の電極要素５２の温度を安全な閾値より下に保つため、実時間温度測定に基づいて、オフおよびオンに繰り返し切り換えることができる。

【0062】

右のチャネル５０Ｒ中の電極要素５２の各々への電流を個別に切り換えるのは、バンク１Ｌの代わりにスイッチのバンク１Ｒが使用されることを除いて、左のチャネル５０Ｌに関連して上で記載したものと同じ手法を使用して達成される。他のチャネル５０Ａ、５０Ｐについて、対応するスイッチのバンク（図示せず）がやはり設けられ、それらのチャネルでまた同様の手法が使用される。

【0063】

（１００％、９０％、７５％、５０％などのデューティサイクルに言及する）上で記載した例は、所与のチャネル（たとえば、左／右チャネル）が活性化される時間の窓内のデューティサイクルを言及することに留意されたい。いくつかの好ましい実施形態では、ＡＣ信号発生器３５は、（ａ）第１の時間期間（たとえば、１秒）の間に前／後のアレイ５０Ａ／５０Ｐを通してＡＣ電流を送り、これが、被験者の体の中の腫瘍を通して第１の方向で電場を誘起し、次いで、（ｂ）第２の時間期間（たとえば、１秒）の間に左／右のアレイ５０Ｌ／５０Ｒを通してＡＣ電流を送り、これが、腫瘍を通して第２の方向で電場を誘起し、次いで、処理の持続時間の間、ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返す。これらの実施形態では、任意の所与のチャネル（すなわち、Ａ／ＰチャネルまたはＬ／Ｒチャネルのいずれか）についてのデューティサイクル全体は、上で記載した例における値の半分となる。これは、１ｓの時間窓の期間に１００％のデューティサイクルで動作し、その後、次の１ｓの時間窓の期間オフを維持することによって、５０％のデューティサイクル全体がもたらされるためである。同様に、１ｓの時間窓の期間に９０％のデューティサイクルで動作し、その後、次の１ｓの時間窓の期間オフを維持することによって、４５％のデューティサイクル全体がもたらされる。

【0064】

任意選択で、追加のスイッチのバンク３Ｌを設けることができる。このバンク中のスイッチの各々は、サーミスタＴ１～Ｔ４のうちの対応する１つと並列に結線され、そのため、スイッチ１～４のうちの所与の１つが閉じると、サーミスタＴ１～Ｔ４のうちのそれぞれ１つが短絡されることになる。

【0065】

追加のスイッチのバンク３Ｌを含む理由は、（ａ）ＡＣ電圧発生器３５からの電流が左のチャネル５０Ｌの電極要素５２、被験者の体、および右のチャネル５０の電極要素５２を通って流れ、（ｂ）左のチャネル５０Ｌの電極要素５２のいずれかへの電力が、バンク１Ｌ中のスイッチのうちの対応する１つによってオフに切り換えられるとき、電流が、左のチャネル５０Ｌ中のサーミスタ５４を通って漏洩する可能性があるというためである。たとえば、バンク１Ｌ中のスイッチ＃２だけがオフに切り換えられる（すなわち、開）と仮定する。スイッチ＃１、３、４がオンに切り換えられる（すなわち、閉である）ため、ＡＣ電圧発生器３５は、電極要素Ｅ１、Ｅ３、Ｅ４上に電圧を課することになる。サーミスタＴ１およびＴ２は、電流がＥ１からＥ２に流れるための経路を提供し、サーミスタＴ３およびＴ２は、電流がＥ３からＥ２に流れるための経路を提供し、サーミスタＴ４およびＴ２は、電流がＥ４からＥ２に流れるための経路を提供する。これは、Ｅ２と直列に結線されるＥ１、Ｅ３、およびＥ４の並列の組合せと等価である。この並列の組合せ中のサーミスタの数は電極要素５２の数とともに直線的に増加するために、（並列の組合せと直列に結線される）単一のサーミスタＥ２中の電流が重要になる可能性がある。任意選択の追加のスイッチのバンク３Ｌを含むことによって、バンク３Ｌ中の対応するスイッチ＃２を閉じることによるその単一のサーミスタＥ２中の電力損失を防ぐ能力をシステムに提供する。

【0066】

（追加のスイッチのバンク３Ｌを含むそれらの実施形態において）これを達成するため、バンク１Ｌ中のスイッチのうちの所与の１つが開であるときはいつでも、対応するバンク３Ｌ中のスイッチが閉であるようにコントローラ３４をプログラムすることができる。これによって、以前の段落で記載したように、オフにした電極要素５２に関連するサーミスタ５４が多すぎる電力を散逸するのを防ぐことになる。

【0067】

追加のスイッチのバンク３Ｌを含むそれらの実施形態では、右のチャネル５０Ｒ中のサーミスタ５４の各々を個別にバイパスするのは、バンク３Ｌの代わりにスイッチのバンク３Ｒが使用されることを除いて、左のチャネル５０Ｌに関して上で記載したものと同じ手法を使用して達成される。他のチャネル５０Ａ、５０Ｐについて、対応するスイッチのバンク（図示せず）がやはり設けられ、それらのチャネルでまた同様の手法が使用される。

【0068】

図５は、所与のトランスデューサアレイに延びる各ケーブル中のワイヤの数に劇的な増加をもたらすことなく、また、トランスデューサアレイ上またはトランスデューサアレイの近くに位置決めされる能動素子を必要とすることなく、各個別の電極要素１５２に個別の導体を提供するトランスデューサアレイ１５０の第２の実施形態を描く。図６に関連して下で記載されるように、好ましくは、トランスデューサアレイ１５０の４つのコピーを使用して、人の頭（または、他の体の部分）にＴＴフィールド治療が施される。

【0069】

各トランスデューサアレイ１５０は、参照を簡単にするために、Ｅ１～Ｅ９とラベル付けされる複数の電極要素１５２を含む。電極要素１５２は、図３の実施形態に関して上で記載した電極要素５２と同様である。この図５の実施形態では、個別の導体が電極要素１５２の各々からコネクタ１５７に延びる。これらの導体は、（個別の導体を一緒に単一のケーブル１５６へと集中させる）「ワイヤ経路指定」ブロック１５５のすぐ上に１～９と番号付けされる。いくつかの好ましい実施形態では、電極要素１５２の各々への電気的接続は、フレックス回路上の１つもしくは複数のトレースおよび／または１つもしくは複数の導電性ワイヤを含む。

【0070】

いくつかの好ましい実施形態では、容量結合した電極要素１５２のすべてが、支持構造物１５９によって定位置に保持され、これは、図３の実施形態中の支持構造物５９と同様である。

【0071】

各トランスデューサアレイ１５０は、複数のサーミスタ１５４をやはり含み、１つのサーミスタが電極要素１５２の各々に位置決めされ、そのため、サーミスタ１５４は、それぞれの電極要素１５２の温度を検知することができる。これは、図３の実施形態で、上で記載したように達成することができる。サーミスタ１５４の各々は、第１の端子（すなわち、図５における、サーミスタの下の端子）および第２の端子（すなわち、図５における、サーミスタの上の端子）を有する。

【0072】

各トランスデューサアレイ１５０は、トランスデューサアレイ１５０の中に、また、トランスデューサアレイ５０から電気信号を送信するために使用されるコネクタ１５７をやはり有する。コネクタ１５７は、複数の第１のピンおよび第２のピンを有する。図示される実施形態では、第１のピンの数は電極要素１５２の数と同じであり、第１のピンの各々は、それらの電極要素１５２のうちのそれぞれ１つに対応する。また、図示される実施形態では、Ｎとラベル付けされた単一の第２のピンだけがある。本明細書で使用する、「ピン」という用語は、コネクタ１５７のオスまたはメスのピンのいずれかのことを呼ぶことができることに留意されたい。

【0073】

各トランスデューサアレイ１５０は、複数の第１の導体をやはり有し、これらの第１の導体の数は、電極要素１５２の数に依存することになる。９つの電極要素１５２を含む、図５に描かれた実施形態では、これらの導体は、１～９とラベル付けされる。これらの第１の導体の各々は、（ａ）コネクタ１５７中の第１のピンのうちのそれぞれ１つと、（ｂ）電極要素１５２のうちのそれぞれ１つ（Ｅ１～Ｅ９）の導電性基板と、（ｃ）対応するサーミスタ１５４の第１の端子との間に導電性経路を実現する。図３の実施形態でのように、これらの第１の導体の各々は、複数のワイヤの切片および／またはフレックス回路上の複数のトレースを使用して任意選択で実装することができる。

【0074】

複数のサーミスタ１５４は、直列に配置され、サーミスタのうちの第１のもの（すなわち、図５中の左上）で始まり、サーミスタのうちの最後のもの（すなわち、図５中の右下）で終了する。最後のサーミスタを除くサーミスタのうちの各々の第２の端子が、それぞれの後続のサーミスタの第１の端子に結線される。

【0075】

各トランスデューサアレイ１５０は、コネクタ１５７の第２のピンと最後のサーミスタ１５４の第２の端子（すなわち、図５における右下のサーミスタの上の端子）との間に導電性経路を実現する第２の導体を有する。第２の導体は、複数のワイヤの切片および／またはフレックス回路上の複数のトレースを使用して任意選択で実装することができる。

【0076】

コネクタ１５７は、個別の電極要素１５２の各々に対応する個別の第１のピンを有し、第１のピンの各々と電極要素１５２のそれぞれ１つとの間に導電性経路が存在するために、コネクタ１５７と対合するシステムは、コネクタ１５７上のそれぞれの第１のピンに信号を印可すること、または印可しないことのいずれかによって、電極要素１５２の各々を個別に選択的に通電すること、または通電しないことができる。また、サーミスタ１５４の任意の所与の１つの２つの端子が、コネクタ１５７上の異なるピンに結線されるために、コネクタ１５７と対合するシステムは、サーミスタ１５４の各々の両方の端子にアクセスできる。結果として、コネクタ１５７と対合するシステムは、サーミスタ１５４のいずれかの抵抗値を測定することができる。

【0077】

特に、コネクタ１５７上の任意の所与の第１のピンが、個別の電極要素１５２のそれぞれ１つまたは２つに対応し、個別のサーミスタ１５４のそれぞれ１つにやはり対応するために、コネクタ１５７上の第１のピンの各々は、２つの機能を果たす。このことによって、ケーブル１５６の各々に含まなければならないワイヤの数が減り、このことが、次いで有利なことに、ケーブルをより曲げやすくし、厄介さを減らす。

【0078】

図６は、ＴＴフィールドを被験者に印可するため、（図５に関連して上で記載された）トランスデューサアレイ１５０の４つのコピーを使用するシステムのブロック図である。図６では、これらの４つのコピーが、１５０Ａ、１５０Ｐ、１５０Ｌ、および１５０Ｒとラベル付けされ、ここで、Ａ、Ｐ、Ｌ、およびＲは、それぞれ、前、後、左、および右を意味する。図６の下部は、別個のブロックとして、ＡＣ電圧発生器３５および「ＣＡＤボックス」１３０を描いており、その後者は、温度測定ブロック１３２、コントローラ１３４、およびスイッチのバンク１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、１Ｒ、２Ｒ、および３Ｒを含む。いくつかの実施形態では、それら２つのブロック３５、１３０中の構成要素は、２つの別個の筐体へと物理的に分割することができる。しかし、代替実施形態では、それら２つのブロック３５、１３０中の構成要素は、単一の筐体へと組み合わされる。

【0079】

見やすいように、図６には、左および右のチャネルだけが描かれる。しかし、残りのチャネル（すなわち、前および後のチャネル）は、それぞれ、左および右のチャネルと同じ方法で動作する。加えて、図６のトランスデューサアレイ１５０の各々は、見やすいように、４つの電極要素１５２および４つのサーミスタ１５４だけで描かれる。しかし、実際のシステムは、より多い数（たとえば、９と３０の間）の電極要素およびサーミスタを有することになり、トランスデューサアレイ１５０の各々に実際に使用される電極要素１５２の数に依存して、より多い数のある種の他の構成要素（たとえば、スイッチ、導体など）も有することになる。

【0080】

図６のシステムは、（双方向性アナログスイッチを使用して実装することができる）バンク２Ｌおよび３Ｌ中の電子制御スイッチを制御することによって、左チャネル１５０Ｌ中のサーミスタ１５４の温度を測定し、順番にサーミスタの各々を選択することができる。たとえば、サーミスタＴ１を選択するために、スイッチ１および２は閉じなければならず、サーミスタＴ２を選択するために、スイッチ２および３は閉じなければならず、サーミスタＴ３を選択するために、スイッチ３および４は閉じなければならず、最後のサーミスタ（すなわち、図６中のＴ４）を選択するために、スイッチ４およびＮは閉じなければならない。トランスデューサアレイ１５０Ｌ内のサーミスタＴ１～Ｔ４のうちの任意の所与の１つが選択された後、温度測定ブロック１３２は、図４に関して上で記載したように、サーミスタの抵抗値を測定することによって、そのサーミスタの温度を判定することができる。

【0081】

右のチャネル１５０Ｒ中のサーミスタ１５４の温度を測定するのは、バンク２Ｌおよび３Ｌの代わりに、スイッチのバンク２Ｒおよび３Ｒが使用されることを除いて、左のチャネル１５０Ｌに関連して上で記載されたものと同じ手法を使用して達成される。他のチャネル１５０Ａ、１５０Ｐについて、対応するスイッチのバンク（図示せず）がやはり設けられ、それらのチャネルでまた同様の手法が使用される。

【0082】

図４に関して上で記載したように、サーミスタ１５４（Ｔ１～Ｔ４）から得られた温度読取値に基づいて、対応する電極要素１５２（Ｅ１～Ｅ４）の各々に対する（ＡＣ電圧発生器３５から生じる）電流をオンまたはオフのいずれかにするため、バンク１Ｌおよび１Ｒ中のスイッチ（ならびに、前および後のチャネル中の対応するスイッチ、図示せず）をコントローラ１３４が制御する。たとえば、電極要素１５２の４つすべてで電流をオンのままにするために、バンク１Ｌ中のスイッチの４つすべてを閉じなければならない。チャネル１５０Ｌ中の電極要素Ｅ１に達する電流を中断するため、バンク１Ｌ中のスイッチ１を開かなければならず、電極要素Ｅ２に達する電流を中断するため、バンク１Ｌ中のスイッチ２を開かなければならず、などである。

【0083】

図４に関して上で記載したように少数の電極要素が過熱し始めたら、人体に結合される平均電流の減少を減らすまたはなくすために、上で記載したように個別の電極要素を通って経路指定される電流を（たとえば、特定の電極要素へのデューティサイクルを減らすことによって）制御するステップを使用することができる。

【0084】

図７は、上で記載した図４および図６の実施形態中のバンク１Ｌおよび１Ｒ、ならびに、前および後のチャネルについての対応するバンク（図示せず）における、スイッチの各々を実装するのに好適な回路の概略図である。回路は、直列に結線される２つの電界効果型トランジスタ６６、６７を含み、これは、いずれかの方向に電流を通すことができる構成である。この回路のための好適なＦＥＴの一例は、ＢＳＣ３２０Ｎ２０ＮＳＥである。（図７に図示されるダイオードは、ＦＥＴ６６、６７自体の中に本質的に含まれることに留意されたい。）２つのＦＥＴ６６、６７の直列の組合せは、上で記載したコントローラ３４のデジタル出力のうちの１つから到達する制御入力の状態に依存して、電力の流れを導通することまたはブロックすることのいずれかを行うことになる。直列の組合せが導通であるとき、電流は、共通の導体とそれぞれの電極要素５２との間を流れることができる。一方で、ＦＥＴ６６、６７の直列の組合せが導通でないとき、電流は、共通の導体とそれぞれの電極要素５２との間を流れない。

【0085】

図３および図５に関して上で記載した実施形態では、電極要素５２のすべては容量結合されており、支持構造物５９は、電極要素５２の誘電体層が被験者の体に面し、被験者の体と接触して位置決めできるよう、被験者の体に対して電極要素５２を保持するように構成される。しかし、代替実施形態では、容量結合されない電極要素を使用する場合がある。この場合には、各電極要素の誘電体層が省略され、この場合に、支持構造物５９は、被験者の体に対して電極要素５２を保持し、そのため、電極要素５２の導電面が被験者の体に面し、被験者の体と接触して位置決めすることができる。任意選択で、この実施形態では、トランスデューサアレイ５０が被験者の体に対して置かれるとき、電極要素５２の導電面と被験者の体との間に、ヒドロゲルの層を配設することができる。

【0086】

本発明は、ある種の実施形態を参照して開示されている一方で、添付の請求項に規定されるような、本発明の領域および範囲から逸脱することなく、記載した実施形態に対する多くの修正、代替、および変更が可能である。したがって、本発明は、記載される実施形態に限定されず、以下の請求項の言葉によって規定される全範囲およびその等価物を有することが意図される。

【符号の説明】

【0087】

２０ ＡＣ信号発生器
２１ トランスデューサアレイ
２２ トランスデューサアレイ
２３ トランスデューサアレイ
２４ トランスデューサアレイ
２８ ワイヤ
３０ ＣＡＤボックス
３２ 温度測定ブロック、ＴＭＢ
３４ コントローラ
３５ ＡＣ電圧発生器
５０ トランスデューサアレイ
５０Ａ トランスデューサアレイ
５０Ｐ トランスデューサアレイ
５０Ｌ トランスデューサアレイ
５０Ｒ トランスデューサアレイ
５２ 電極要素
５４ サーミスタ、温度センサ
５５ ワイヤ経路指定ブロック
５６ ケーブル
５７ コネクタ
５９ 支持構造物、可撓性裏当て
６６ 電界効果型トランジスタ、ＦＥＴ
６７ 電界効果型トランジスタ、ＦＥＴ
１３０ ＣＡＤボックス
１３２ 温度測定ブロック
１３４ コントローラ
１５０ トランスデューサアレイ
１５０Ａ トランスデューサアレイ
１５０Ｐ トランスデューサアレイ
１５０Ｌ トランスデューサアレイ
１５０Ｒ トランスデューサアレイ
１５２ 電極要素
１５４ サーミスタ
１５５ ワイヤ経路指定ブロック
１５６ ケーブル
１５７ コネクタ
１５９ 支持構造物

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】