特表 2024-515452 液体ハイドロゲルによって３Ｄファントムを構築すること

(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】2024-04-10

(54)【発明の名称】液体ハイドロゲルによって３Ｄファントムを構築すること

(51)【国際特許分類】

   G09B 23/28 20060101AFI20240403BHJP

   A61N 1/40 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

G09B23/28

A61N1/40

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023557189

(86)(22)【出願日】2022-03-17

(85)【翻訳文提出日】2023-09-15

(86)【国際出願番号】 IB2022052456

(87)【国際公開番号】W WO2022195542

(87)【国際公開日】2022-09-22

(31)【優先権主張番号】63/162,921

(32)【優先日】2021-03-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(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

(72)【発明者】

【氏名】スタス・オブチョフスキー

(72)【発明者】

【氏名】ナタリヤ・クプレニク

【テーマコード（参考）】

2C032

4C053

【Ｆターム（参考）】

2C032CA02

4C053LL20

(57)【要約】

ハイドロゲルファントムが本明細書で説明されている。ハイドロゲルファントムは、複数の隣接して配設されたハイドロゲルエレメントを含む。ハイドロゲルエレメントの第１のものは、第１の電気的なインピーダンスを有しており、ハイドロゲルエレメントの第２のものは、第２のインピーダンスを有している。第１のインピーダンスは、第２のインピーダンスとは異なる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハイドロゲルファントムであって、前記ハイドロゲルファントムは、複数の接続されたハイドロゲルエレメントを含み、前記ハイドロゲルエレメントの第１のものは、第１の電気的なインピーダンスを有しており、前記ハイドロゲルエレメントの第２のものは、第２のインピーダンスを有しており、前記第１のインピーダンスは、前記第２のインピーダンスとは異なる、ハイドロゲルファントム。

【請求項2】

前記複数の接続されたハイドロゲルエレメントは、患者の身体パーツの形態になっている、請求項１に記載のハイドロゲルファントム。

【請求項3】

前記ハイドロゲルエレメントのうちの少なくとも１つは、腫瘍の形態になっており、複数の隣接して配設された前記ハイドロゲルエレメントのうちの少なくとも１つは、前記腫瘍のインピーダンスを模倣するインピーダンスを有している、請求項１に記載のハイドロゲルファントム。

【請求項4】

複数の接続された前記ハイドロゲルエレメントは、人間の頭部の形状になっている、請求項１に記載のハイドロゲルファントム。

【請求項5】

複数の接続された前記ハイドロゲルエレメントのそれぞれは、所定の比率で第１の構成要素および第２の構成要素を含む、請求項１に記載のハイドロゲルファントム。

【請求項6】

前記ハイドロゲルファントムは、複数の接続された前記ハイドロゲルエレメントのうちの少なくとも１つと連通する非ゲルエレメントをさらに含む、請求項１に記載のハイドロゲルファントム。

【請求項7】

前記非ゲルエレメントは、複数の隣接して配設された前記ハイドロゲルエレメントのうちの少なくとも１つと連通する医療用デバイスである、請求項６に記載のハイドロゲルファントム。

【請求項8】

前記非ゲルエレメントは、複数の隣接して配設された前記ハイドロゲルエレメントの中に植え込まれている、請求項６に記載のハイドロゲルファントム。

【請求項9】

物体の３次元モデルを受け取るステップであって、前記３次元モデルは、複数のボクセルを有しており、それぞれのボクセルは、前記ボクセルに関するインピーダンスまたは抵抗のうちの少なくとも１つを識別するかまたはそれを決定するために使用可能な特性情報を提供されている、ステップと；
前記３次元モデルの中のボクセルに対応するハイドロゲルエレメントをハイドロゲルファントムの中に生成させることによって、前記３次元モデルによって前記ハイドロゲルファントムを生成させるために、ゲル塗布システムを動作させるステップと
を含む、方法。

【請求項10】

ハイドロゲルファントムの上の特定の場所において前記ハイドロゲルファントムに電場発生パッドを取り付けるステップであって、前記ハイドロゲルファントムは、複数の接続されたハイドロゲルエレメントを有しており、前記ハイドロゲルエレメントの第１のものは、第１の電気的なインピーダンスを有しており、前記ハイドロゲルエレメントの第２のものは、第２のインピーダンスを有しており、前記第１のインピーダンスは、前記第２のインピーダンスとは異なる、ステップと；
前記電場発生パッドによって前記ハイドロゲルファントムに交流電場を印加するステップと；
複数のセンサーによって、前記ハイドロゲルファントムの少なくとも一部分を通過する前記交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップと；
以下のステップ：
前記ハイドロゲルファントムの中の標的領域に対する前記交流電場の有効性を決定するステップ；および、
前記複数のセンサーによって測定されるデータを使用して、前記ハイドロゲルファントムの少なくとも一部分を通過する前記交流電場をモデル化するステップ
のうちの少なくとも１つを実施するステップと
を含む、方法。

【請求項11】

交流電場を印加するステップは、前記電場発生パッドによって前記ハイドロゲルファントムに腫瘍治療電場を印加するステップを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記方法は、前記交流電場に関係付けられる測定された前記少なくとも１つの特性に少なくとも部分的に基づいて、前記ハイドロゲルファントムによって前記交流電場の比吸収率を計算するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記方法は、前記ハイドロゲルファントムの上にまたはその中に、前記ハイドロゲルファントムの特定の部分と関連付けられる前記複数のセンサーを取り付けるステップをさらに含み、それぞれのセンサーは、少なくとも１つの特性を提供する、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップは、前記少なくとも１つの特性を決定するために、前記複数のセンサーのうちの少なくとも１つを測定するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップは、前記ハイドロゲルファントムの前記特定の部分を通過する前記交流電場に関係付けられる温度を決定するために、前記複数のセンサーのうちの少なくとも１つを測定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップは、前記ハイドロゲルファントムの前記特定の部分を通過する前記交流電場に関係付けられる電気的特性を決定するために、前記１つまたは複数のセンサーのうちの少なくとも１つを測定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップは、前記ハイドロゲルファントムの前記特定の部分を通過する前記交流電場に関係付けられる磁気的特性を決定するために、前記１つまたは複数のセンサーのうちの少なくとも１つを測定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項18】

交流電場を印加するステップは、前記電場発生パッドによって前記ハイドロゲルファントムに腫瘍治療電場を印加するステップを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項19】

前記腫瘍治療電場をモデル化するステップは、前記ハイドロゲルファントムの中の標的領域に対する前記交流電場の有効性を決定するステップを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

コンピューターシミュレーションに基づいて事前に決定された場所においてハイドロゲルファントムに電場発生パッドを取り付けるステップであって、前記ハイドロゲルファントムは、複数のハイドロゲルエレメントを有しており、前記ハイドロゲルエレメントの第１のものは、第１の電気的なインピーダンスを有しており、前記ハイドロゲルエレメントの第２のものは、第２のインピーダンスを有しており、前記第１のインピーダンスは、前記第２のインピーダンスとは異なる、ステップと；
前記電場発生パッドによって前記ハイドロゲルファントムに交流電場を印加するステップと；
実際のＴＴＦｉｅｌｄ強度を取得するために、前記ハイドロゲルファントムの少なくとも一部分を通過する前記交流電場に関係付けられるＴＴＦｉｅｌｄ強度を測定するステップと；
実際の前記ＴＴＦｉｅｌｄ強度を、前記コンピューターシミュレーションから取得される推定ＴＴＦｉｅｌｄ強度と比較するステップと
を含む、方法。

【請求項21】

前記電場発生パッドは、前記ハイドロゲルファントムの外部壁部に取り付けられている、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記ハイドロゲルエレメントの前記第２のものの前記第２のインピーダンスは、腫瘍のインピーダンスにマッチしている、請求項２０に記載の方法。

【請求項23】

前記ハイドロゲルエレメントの前記第２のものは、ＴＴＦｉｅｌｄ強度を測定するように構成されているプローブに取り付けられており、前記方法は、前記第１のハイドロゲルエレメントに対して前記プローブを移動させるステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願との相互参照／参照による組み込みの記載
本特許出願は、２０２１年３月１８日に出願された米国特許出願第６３／１６２，９２１号によって識別される仮特許出願の優先権を主張する。米国特許出願第６３／１６２，９２１号の内容全体は、参照により本明細書に組み込まれている。

【0002】

連邦政府資金による研究開発の記載
該当しない。

【背景技術】

【0003】

腫瘍治療電場（ＴＴＦｉｅｌｄまたはＴＴＦ）は、有糸分裂を破壊することによって固形腫瘍を標的として攻撃する、中間周波数範囲（１００～５００ｋＨｚ）にある低強度（たとえば、１～３Ｖ／ｃｍ）の交流電場である。この非侵襲性の治療は、固形腫瘍を標的として攻撃するものであり、たとえば、米国特許第７，０１６，７２５号；米国特許第７，０８９，０５４号；米国特許第７，３３３，８５２号；米国特許第７，５６５，２０５号；米国特許第８，２４４，３４５号；米国特許第８，７１５，２０３号；米国特許第８，７６４，６７５号；米国特許第１０，１８８，８５１号；および米国特許第１０，４４１，７７６号において説明されている。ＴＴＦｉｅｌｄは、典型的には、治療される腫瘍の中に垂直電場を発生させる２対のトランスデューサーアレイを通して送達される；これらの対のそれぞれを構成するトランスデューサーアレイは、治療されている身体パーツの両側に位置決めされる。ＴＴＦｉｅｌｄは、多形性膠芽腫（ＧＢＭ： ｇｌｉｏｂｌａｓｔｏｍａ ｍｕｌｔｉｆｏｒｍｅ）の治療に関して承認されており、たとえば、ＯＰＴＵＮＥ（登録商標）システム（Ｎｏｖｏｃｕｒｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ、Ｓｔ． Ｈｅｌｉｅｒ、Ｊｅｒｓｅｙ）を介して送達されることが可能であり、それは、患者の剃毛された頭部の上に設置されるトランスデューサーアレイを含む。

【0004】

ＯＰＴＵＮＥ（登録商標）デバイスの中でＴＴＦｉｅｌｄの送達のために使用されるそれぞれのトランスデューサーアレイは、１セットの非導電性セラミックディスク電極を含み、それらは、導電性医療用ゲルの層を通して、患者の皮膚（たとえば、それに限定されないが、ＧＢＭの治療のための患者の剃毛された頭部など）に連結される。セラミックディスク電極を形成するために、導電性層が、非導電性セラミック材料の上部表面の上に形成されている。非導電性セラミック材料の底部表面は、導電性医療用ゲルに連結されている。

【0005】

異なる方向にＴＴＦｉｅｌｄを印加することへの１つのアプローチは、所定の時間の期間にわたって第１のセットの電極の間に電場を印加し、次いで、所定の時間の期間にわたって第２のセットの電極の間に電場を印加し、次いで、長い持続期間にわたって（たとえば、数日または数週間の期間にわたって）そのサイクルを繰り返すことである。ＴＴＦｉｅｌｄを発生させるために、電流が、トランスデューサーアレイのそれぞれの電極に印加される。ＴＴＦｉｅｌｄは、患者の器官のそれぞれの電気伝導率に基づいて、患者と、および、患者の器官のうちの１つまたは複数と相互作用する。ＴＴＦｉｅｌｄが患者と相互作用するときに、電場は、患者の器官のそれぞれの電気伝導率および相対的位置に部分的に基づいて、形状を変化させることが可能である。患者のそれぞれの器官の電気伝導率がＴＴＦｉｅｌｄ形状を修正し、効果的に腫瘍を標的として攻撃にするために特定のＴＴＦｉｅｌｄ形状が必要とされる可能性があるので、適用されるＴＴＦｉｅｌｄが患者の中でどのように形状決めされるかということを決定することができるということが重要である。

【0006】

現在のところ、コンピューターシミュレーションなしに、患者の中の実際のＴＴＦｉｅｌｄ形状を測定する方法は存在していない；しかし、コンピューターシミュレーションまたは他のモデルは、プログラミング技法および推定に依存しており、患者の中に予期される実際のＴＴＦｉｅｌｄ形状を示すことができない。

【0007】

患者のそれぞれの器官の電気伝導率がＴＴＦｉｅｌｄ形状を修正し、効果的に腫瘍を標的として攻撃にする特定のＴＴＦｉｅｌｄ形状が必要とされる可能性があるので、ＴＴＦｉｅｌｄとさまざまな器官との間の現実世界の相互作用を決定するために物理的な３Ｄモデルを使用する新しい改善されたアッセンブリおよび方法が望まれている。本開示に関係するのは、そのようなアッセンブリならびにそれを生産および使用する方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】米国特許第７，０１６，７２５号

【特許文献2】米国特許第７，０８９，０５４号

【特許文献3】米国特許第７，３３３，８５２号

【特許文献4】米国特許第７，５６５，２０５号

【特許文献5】米国特許第８，２４４，３４５号

【特許文献6】米国特許第８，７１５，２０３号

【特許文献7】米国特許第８，７６４，６７５号

【特許文献8】米国特許第１０，１８８，８５１号

【特許文献9】米国特許第１０，４４１，７７６号

【特許文献10】米国特許出願第６３／０２０，６３６号

【特許文献11】米国特許公報第２０２０／０１４６５８６号

【特許文献12】米国特許公報第２０２０／００２３１７９号

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、液体ハイドロゲルによって３Ｄファントムを構築する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】生体組織に適用されるような電極の概略的なダイアグラムの例示的な実施形態を示す図である。

【図2】ＴＴＦｉｅｌｄを発生させるように構成された電子デバイスの例示的な実施形態を示す図である。

【図3A】ハイドロゲルファントムの例示的な実施形態の断面ダイアグラムである。

【図3B】ハイドロゲルファントムの別の例示的な実施形態の断面ダイアグラムである。

【図4A】本開示にしたがって構築されたゲル塗布システムの例示的な実施形態のダイアグラムである。

【図4B】本開示にしたがって構築された第２のゲル塗布システムの例示的な実施形態のダイアグラムである。

【図5】ハイドロゲルファントム生成プロセスの例示的な実施形態のプロセスフローダイアグラムである。

【図6】電場発生パッド場所設置プロセスの例示的な実施形態のプロセスフローダイアグラムである。

【図7】本開示による、ハイドロゲルファントムを使用してコンピューターシミュレーションを検証するための例示的な方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示にしたがって利用されるとき、以下の用語は、別段の指示がない限り、以下の意味を有するように理解されるものとする：

【0012】

特許請求の範囲および／または明細書の中の用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」とともに使用されるときの用語「ａ」または「ａｎ」の使用は、「１つ」を意味する可能性があるが、それは、「１つまたは複数の」、「少なくとも１つの」、および「１つまたは２つ以上の」の意味をとも一貫している。そうであるので、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」という用語は、文脈が明示的にそうでないことを指示していない限り、複数の指示対象を含む。したがって、たとえば、「化合物（ａ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」への言及は、１つまたは複数の化合物、２つ以上の化合物、３つ以上の化合物、４つ以上の化合物、またはそれよりも多い数の化合物を指す可能性がある。「複数の」という用語は、「２つ以上の」を指す。

【0013】

用語「少なくとも１つの」の使用は、１つ、および、２つ以上の任意の量を含むように理解されることとなり、それは、それに限定されないが、２、３、４、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、１００などを含む。加えて、用語「Ｘ、Ｙ、およびＺのうちの少なくとも１つ」の使用は、Ｘ単独、Ｙ単独、およびＺ単独、ならびに、Ｘ、Ｙ、およびＺの任意の組み合わせを含むように理解されることとなる。序数の専門用語（すなわち、「第１の」、「第２の」、「第３の」、「第４の」など）の使用は、２つ以上の項目の間を差別化する目的のためだけのものであり、たとえば、１つの項目に対する別の項目の任意のシーケンスもしくは順序または重要性、または、任意の追加の順序を暗示することを意味していない。

【0014】

特許請求の範囲における用語「または」の使用は、選択肢のみを指すように明示的に指示されていない限り、または、選択肢が相互に排他的でない限り、包含的な「および／または」を意味するように使用される。たとえば、条件「ＡまたはＢ」は、以下のもののうちのいずれかによって満たされる：Ａは真であり（または存在している）、かつ、Ｂは偽である（または存在していない）；Ａは偽であり（または存在していない）、かつ、Ｂは真である（または存在している）；ならびに、ＡおよびＢの両方とも真である（または存在している）。

【0015】

本明細書で使用されているように、「１つの実施形態」、「ある実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つの例」、「たとえば」、または「ある例」への任意の言及は、実施形態に関連して説明されている特定のエレメント、特徴、構造、または特質が、少なくとも１つの実施形態の中に含まれているということを意味している。本明細書の中のさまざまな場所における語句「いくつかの実施形態において」または「１つの例」の出現は、たとえば、必ずしもすべてが同じ実施形態を参照しているわけではない。さらに、１つまたは複数の実施形態または例へのすべての言及は、特許請求の範囲に対して非限定的なものとして解釈されるべきである。

【0016】

本出願の全体を通して、「約」という用語は、値が、組成物／装置／デバイス、値を決定するために用いられている方法、または、検討対象の間に存在する変動に関する誤差の固有の変動を含むということを示すために使用される。

【0017】

本明細書および特許請求の範囲において使用されるときに、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」（および、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」などのような、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇの任意の形態）、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」（および、「ｈａｖｅ」および「ｈａｓ」などのような、ｈａｖｉｎｇの任意の形態）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」（および、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」および「ｉｎｃｌｕｄｅ」などのような、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇの任意の形態）、または「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」（および、「ｃｏｎｔａｉｎｓ」および「ｃｏｎｔａｉｎ」などのような、ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇの任意の形態）という語は、包含的でありまたはオープンエンディッドであり、追加的な未記載のエレメントまたは方法ステップを除外しない。

【0018】

本明細書で使用されているような「または、それらの組み合わせ」という用語は、その用語に先行して列挙されている項目のすべての順列および組み合わせを指す。たとえば、「Ａ、Ｂ、Ｃ、またはそれらの組み合わせ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡＢ、ＡＣ、ＢＣ、またはＡＢＣのうちの少なくとも１つを含み、また、特定の文脈において順序が重要である場合には、ＢＡ、ＣＡ、ＣＢ、ＣＢＡ、ＢＣＡ、ＡＣＢ、ＢＡＣ、またはＣＡＢも含むことを意図している。

【0019】

本明細書で使用されているように、すべての数値または範囲は、文脈が明示的にそうでないことを指示していない限り、そのような範囲の中の値および整数の分数、ならびに、そのような範囲の中の整数の分数を含む。したがって、図示するために、１～１０などのような数値範囲への言及は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、および、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５などを含む。

【0020】

本明細書で使用されているように、「実質的に」という用語は、その後に記載される事象または状況が完全に起こるということ、または、その後に記載される事象または状況が大きな範囲または程度で起こるということを意味している。

【0021】

本明細書で使用されているように、「と関連付けられる」および「に連結される」という語句は、２つの部分の互いへの直接的な関連付け／結合、および、２つの部分の互いへの間接的な関連付け／結合の両方を含む。

【0022】

本明細書で使用されているような「患者」という用語は、人間および獣医学の対象を含む。治療の目的のための「哺乳類」は、哺乳類として分類される任意の動物を指し、それは、（それに限定されないが）人間、家畜、および農場動物、人間以外の霊長類、および、乳腺組織を有する任意の他の動物を含む。

【0023】

本明細書で使用されているように、回路は、アナログおよび／もしくはデジタル構成要素、または、１つもしくは複数の適切にプログラムされたプロセッサー（たとえば、マイクロプロセッサー）ならびに関連のハードウェアおよびソフトウェア、または、ハードワイヤードロジックであることが可能である。また、「構成要素」は、１つまたは複数の機能を果たすことが可能である。「構成要素」という用語は、ハードウェア（たとえば、プロセッサー（たとえば、マイクロプロセッサー）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など）、ならびに／または、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせなどを含むことが可能である。本明細書で使用されているような「プロセッサー」という用語は、タスクを集合的に実施するために独立してまたは一緒に働く単一のプロセッサーまたは複数のプロセッサーを意味している。

【0024】

「抵抗」または「抵抗率」という用語は、エネルギー消散を引き起こす電流の通過に物質またはデバイスが対抗する程度を指す。

【0025】

「インピーダンス」という用語は、オーム抵抗およびリアクタンスの複合効果から生じる、交流電流に対する電気回路または構成要素の実効抵抗を指す。

【0026】

「伝導率」という用語は、特定の材料が電気を通す程度を指し、それは、電流の流れを引き起こす電場に対する材料の中の電流密度の比率として計算される。材料の「伝導率」は、材料の抵抗率の逆数である。

【0027】

ここで図面を参照すると、とりわけ図１、そこで示されているのは、マイナスの電荷を有する第１の電極１８ａおよびプラスの電荷を有する第２の電極１８ｂによって発生させられる、概して力線１４によって示されている外部ＴＴＦｉｅｌｄ（たとえば、約１００ＫＨＺから約３００ＫＨＺの周波数範囲における交流電場）の影響の下での、分裂細胞１０の例示的な実施形態のダイアグラムである。非常に強力な双極子モーメントを有することが知られている微小管２２が、さらに示されている。この強力な分極は、微小管２２、ならびに、他の極性巨大分子、および、特に、細胞１０またはその周囲の中に特定の配向を有するものを、電場の影響を受けやすくする。微小管２２のプラスの電荷は、２つの中心小体２６に位置付けされており、一方では、２セットのマイナス極が、分裂細胞１０の中心３０、および、細胞膜への微小管２２の取り付けのポイント３４にある。電荷の場所は、二重双極子のセットを形成し、したがって、異なる方向の電場の影響を受けやすい。分裂細胞１０に対する第１の電極１８ａおよび第２の電極１８ｂの場所を調節することによって、電場方向は調節されることが可能であるが、しかし、電場とそれぞれの電極１８および分裂細胞の中間にある１つまたは複数の細胞または器官との間の相互作用は、電場の変化（たとえば、電場の偏向など）を引き起こす可能性がある。

【0028】

ここで図２を見てみると、腫瘍細胞を有利に破壊することが見出された上記に説明されているＴＴＦｉｅｌｄは、電子装置５０によって発生させられる。図２は、その主要な構成要素を図示する電子装置５０の簡単な概略的なダイアグラムである。電子装置５０は、発生器５４および１対の導電性リード５８（第１の導電性リード５８ａおよび第２の導電性リード５８ｂを含む）を含む。第１の導電性リード５８ａは、第１の端部６２ａおよび第２の端部６２ｂを含む。第２の導電性リード５８ｂは、第１の端部６６ａおよび第２の端部６６ｂを含む。第１の導電性リード５８ａの第１の端部６２ａは、発生器５４に導電的に取り付けられており、第２の導電性リード５８ｂの第１の端部６６ａは、発生器５４に導電的に取り付けられている。発生器５４は、出力として波形またはパルスの列の形状の望ましい電気信号（ＴＴ信号）を発生させる。第１の導電性リード５８ａの第２の端部６２ｂは、第１の電場発生パッド７０ａに接続されており、第２の導電性リード５８ｂの第２の端部６６ｂは、第２の電場発生パッド７０ｂに接続されており、第２の電場発生パッド７０ｂは、電気信号（たとえば、波形）を供給される。第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂのそれぞれは、電場標的７４と接触しており、または、その他の方法で電場標的７４と関連付けられている。電気信号は、電場標的７４の中へ容量的に連結されている電場（すなわち、ＴＴＦｉｅｌｄ）を発生させ、ＴＴＦｉｅｌｄは、周波数および振幅を有しており、電場標的７４の中の第１の電場発生パッド７０ａと第２の電場発生パッド７０ｂとの間に発生させられることとなる。１つの実施形態では、電場標的７４は、より詳細に下記に説明されている、ハイドロゲルエレメント８２ａおよびハイドロゲルエレメント８２ｂとして図２に示されている２つ以上のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎを一般的に含むハイドロゲルファントム７８である。

【0029】

第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂのそれぞれは、１つまたは複数の導電性電極エレメントを含み、それは、非導電性層によって電場標的７４と容量的に連結されることが可能である。第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂのための代替的な構築体が使用されることも可能であり、それは、たとえば、ディスク形状である（または、ディスク形状でない）セラミックエレメントから形成された非導電性層、および／または、複数の平坦な導体の上に位置決めされている非セラミック誘電材料を使用する非導電性層を使用するトランスデューサーアレイを含む。後者の例は、ポリマーフィルムを含み、ポリマーフィルムは、プリント回路基板のパッドの上に、または、金属の平坦なピースの上に配設されている。また、第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂは、電場標的７４と容量的に連結されていない電極エレメントを含むことが可能である。この状況では、第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂのそれぞれは、導電性エレメントと身体との間に配設された絶縁誘電体層がない状態で、人の身体に対して設置するように構成されている導電性材料の領域を使用して実装されることが可能である。導電性材料の例は、それに限定されないが、導電性フィルム、導電性ファブリック、および／または導電性フォームを含む。第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂを実装するための他の代替的な構築体も、それらがＴＴＦｉｅｌｄを人の身体に送達することができる限り、使用されることが可能である。随意的に、ハイドロゲルの層は、本明細書で説明されている実施形態のいずれかにおいて、第１の電場発生パッド７０ａと電場標的７４との間に；および、第２の電場発生パッド７０ｂと電場標的７４との間に配設されることが可能である。

【0030】

発生器５４は、約５０ＫＨＺから約１ＭＨＺの（好ましくは、約１００ＫＨＺから約３００ＫＨＺの）範囲にある周波数において交流電圧波形（すなわち、ＴＴＦｉｅｌｄ）を発生させる。必要とされる電圧は、標的領域の中の組織における電場強度が約０．１Ｖ／ｃｍから約１０Ｖ／ｃｍの範囲にあるようなものである。この電場を実現するために、第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂの２つの電極１８の間の電位差は、システム構成要素の相対インピーダンスによって決定され、すなわち、それぞれの構成要素に対する電場のフラクションは、その構成要素のインピーダンスを合計回路インピーダンスによって割られたものによって与えられる。

【0031】

ある特定の（しかし、非限定的な）実施形態では、第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂは、電場標的７４の標的領域の中に交流電場を発生させる。交流電場は、電磁放射線の１つまたは複数の供給源をエミュレートするように選択されることが可能である。たとえば、ＴＴＦｉｅｌｄをシミュレートするために、交流電場は、（下記に説明されているように）ＴＴＦｉｅｌｄをエミュレートするように選択されることが可能である。他の実施形態において、たとえば、携帯電話によって供給される電磁放射線をシミュレートするときに、携帯電話通信無線信号が、交流電場として発生させられる。携帯電話によって供給される電磁放射線をシミュレートすることは、特定の携帯電話の比吸収率（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）を測定するときにとりわけ必要なものである可能性がある。

【0032】

ある特定の（しかし、非限定的な）実施形態では、電場標的７４が患者であるとき、標的領域は、典型的に、患者の身体の少なくとも一部分を含み、また、腫瘍、同じタイプもしくは異なるタイプのいずれかである特定の細胞もしくは細胞のクラスター、ウィルスもしくはバクテリアなどのような異物を有する患者の身体一部分、および／または、それに類するものである（たとえば、それのみである）ことが可能であり、交流電場の発生は、腫瘍の成長を選択的に破壊するかまたは抑制する。交流電場は、腫瘍の成長を選択的に破壊するかまたは抑制する任意の周波数において発生させられることが可能である。

【0033】

電場（すなわち、ＴＴＦｉｅｌｄ）分布を最適化するために、第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂ（１対の電場発生パッド７０）は、１対の電場発生パッド７０ａおよび７０ｂが使用されることとなる用途に応じて、異なって構成または配向されることが可能である。本明細書で説明されているように、１対の電場発生パッド７０ａおよび７０ｂは、外部から電場標的７４に適用される。電場標的７４が患者であるときに、１対の電場発生パッド７０は、患者の皮膚に適用されることが可能であり、電流および電場（ＴＴＦｉｅｌｄ）を印加するようになっており、それによって、患者の組織の中に電流を発生させる。一般的に、１対の電場発生パッド７０は、ユーザーによって患者の皮膚の上に設置され、電場が治療エリアの中の患者組織を横切って発生させられるようになっている。外部から印加されるＴＴＦｉｅｌｄは、たとえば、皮膚腫瘍の治療、および、皮膚表面に近い病変の治療など、局所的なタイプまたは広く分布したタイプのものであることが可能である。同様に、電場標的７４に印加される電場は、局所的なタイプまたは広く分布したタイプのものであることが可能である。

【0034】

随意的におよび別の例示的な実施形態によれば、電子装置５０は、制御ボックス８６と、制御ボックス８６に連結されている温度センサー９０とを含み、それらは、電場の振幅を制御するために含まれている。

【0035】

制御ボックス８６が含まれているとき、制御ボックス８６は、発生器５４の出力を制御し、ユーザーによって予め設定された値において出力が一定のままになることを引き起こす。代替的に、制御ボックス８６は、発生器５４の出力を設定する。温度センサー９０は、第１の電場発生パッド７０ａまたは第２の電場発生パッド７０ｂに機械的に接続され、および／または、その他の方法でそれと関連付けられることが可能であり、第１の電場発生パッド７０ａまたは第２の電場発生パッド７０ｂのうちのいずれか一方または両方における電場標的７４の温度をセンシングするようになっている。

【0036】

導電性リード５８は、可撓性の金属シールドを備えた標準的な隔離された導体であり、好ましくは、接地されており、それによって、導電性リード５８によって発生させられる任意の電場の広がりを防止する。電場発生パッド７０ａおよび７０ｂは、特定の形状および位置決めを有することが可能であり、電場標的７４の標的領域において、所望の構成、方向、および強度のＴＴＦｉｅｌｄを発生させるようになっており、および、そこのみにおいて、電場を集中させるようになっている。

【0037】

全体としての電子装置５０の仕様、および、その個々の構成要素の仕様は、ＴＴＦｉｅｌｄ（たとえば、５０ＫＨＺ～５００ＫＨＺ）の周波数において、生体システムが、それらの誘電特性ではなく、それらの「オームの法則」にしたがって挙動するという事実によって大きく影響を及ぼされる。

【0038】

図３Ａおよび図３Ｂは、図２のハイドロゲルファントム７８の例示的な実施形態を図示している。いくつかの実施形態において、ハイドロゲルファントム７８は、人間のもしくは非人間の身体パーツ（たとえば、腕、肘、胸、脚、および胴体など、もしくは、それらのいくつかの組み合わせなど）の形状で、または、他のタイプの物体（たとえば、セルフォン、もしくは、壁部の一部分など）の形態で形成されることが可能である。いくつかの実施形態において、ハイドロゲルファントム７８は、人間の身体または他の動物の身体の形状で形成されている。いくつかの実施形態において、ハイドロゲルファントム７８は、特定の人間または他の動物またはその一部分の解剖学的に正確な表現となるように形成されている。

【0039】

図３Ａを参照すると、そこで示されているのは、複数のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎから形成されたハイドロゲルファントムヘッド１００（ファントムヘッド１００）として描かれている、図２のハイドロゲルファントム７８の例示的な実施形態の断面ダイアグラムである。示されている例では、ハイドロゲルファントムヘッド１００は、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃ、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄ、および脳ハイドロゲルエレメント８２ｅから形成されている。図３Ａに示されているファントムヘッド１００は、簡単にするためだけに３つのハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎを含むものとして描かれており、また、人間の身体または非人間の身体の選択された部分の電気伝導率を適当にモデル化するためにユーザーによって必要とされる任意の数のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎを含むことが可能である。また、ファントムヘッド１００の外側表面８４の上の第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂが、図３Ａに示されている。

【0040】

したがって、いくつかの実施形態において、選択された生物学的な構成要素の電気伝導率を適当にモデル化するために、ユーザーは、テストされることとなる信号の所望の周波数（または、周波数の範囲）を最初に決定するべきであり、したがって、選択された生物学的な構成要素の伝導率に最もマッチするように、適当な伝導率がハイドロゲルファントム７８に関して選択されることが可能である。ユーザーは、たとえば、Ｓ Ｇａｂｒｉｅｌ， ｉｎ Ｔｈｅ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｔｉｓｓｕｅｓ： ＩＩ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｎｇｅ ｏｆ １０ Ｈｚ ｔｏ ２０ ＧＨｚ （Ｓ Ｇａｂｒｉｅｌら １９９６ Ｐｈｙｓ． Ｍｅｄ． Ｂｉｏｌ． ４１ ２２５１）などから当技術分野において知られている生物学的な構成要素の伝導率から１つまたは複数の伝導率値を選択することが可能である。

【0041】

他の実施形態において、ユーザーは、たとえば、Ｒａｍｏｎら（Ｒａｍｏｎ Ｃ， Ｇａｒｇｉｕｌｏ Ｐ， Ｆｒｉｇｅｉｒｓｓｏｎ ＥＡ ａｎｄ Ｈａｕｅｉｓｅｎ Ｊ（２０１４） Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ Ｓｃａｌｐ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ ａｎｄ Ｓｐａｔｉａｌ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｏｆ Ｄｕｒａ Ｌａｙｅｒ ｉｎ Ｈｕｍａｎ Ｈｅａｄ Ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ ＥＥＧ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ． Ｆｒｏｎｔ． Ｎｅｕｒｏｅｎｇ． ７：３２． ｄｏｉ：１０．３３８９／ｆｎｅｎｇ． ２０１４．０００３２）によって計算されているように、１つまたは複数の生物学的な構成要素に関して平均伝導率を選択することが可能である。単なる例として、および、Ｒａｍｏｎにおいて計算されているように、ユーザーは、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃに関する平均伝導率として１．３５Ｅ－３ Ｓ／ｃｍを選択し、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄに関する平均伝導率として６．２５Ｅ－５ Ｓ／ｃｍを選択し、脳ハイドロゲルエレメント８２ｅに関する平均伝導率として３．３３４Ｅ－３ Ｓ／ｃｍを選択することが可能である。

【0042】

いくつかの実施形態において、ハイドロゲルファントム７８は、ハイドロゲルファントム７８に支持を提供するための１つまたは複数の支持構造体（図示せず）を含む。１つまたは複数の支持構造体のそれぞれは、非導電性であるか、電気的に隔離されているか、またはその両方であることが可能である。１つの実施形態では、１つまたは複数の支持構造体は、発生させられたＴＴＦｉｅｌｄとの最小の干渉を引き起こすように選択される。

【0043】

図２のハイドロゲルファントム７８の例示的な実施形態は、人間の頭部の超正確な表現として描かれているが、いくつかの実施形態におけるハイドロゲルファントム７８は、所望の目的のために電場標的７４をモデル化するために必要とされる最小数のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎから形成されることも可能であるということが留意されるべきである。

【0044】

ハイドロゲルファントム７８を生成させることによって、ユーザーは、交流電場の印加から結果として生じるハイドロゲルファントム７８の中のおよび／またはその周りのＴＴＦｆｉｅｌｄの実際の値および形状を決定することができる。たとえば、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎ（より詳細に下記に議論されている）を利用することによって、ユーザーは、ハイドロゲルファントム７８の中のさまざまな場所において、磁気的特性（たとえば、１つまたは複数の電場または電磁界パワー／強度など）；電気的特性（たとえば、電圧、電流、インダクタンス、静電容量など）；熱的特性（たとえば、温度など）；または、圧力；力；および／またはそれに類するものを決定することができる。決定された実際の値は、ハイドロゲルファントム７８のさまざまな構成に関して記録され、コンピューターシミュレーションを発生させるかまたは改善するために、ユーザーによって利用されることが可能である。ハイドロゲルファントム７８が特定の患者を代表する場合、決定された実際の値は、その特定の患者のＴＴＦｉｅｌｄ療法の治療的な利益を改善するかまたは増加させるために利用されることが可能である。そのうえ、交流電場をハイドロゲルファントム７８に適用することによって、ユーザーは、どのように交流電場（たとえば、ＴＴＦｉｅｌｄなど）が、正確な非コンピューター－シミュレーションベースの設定において、人間のまたは非人間の身体を通って、および、さまざまなタイプの組織および／または骨の周りに移動するかということを理解することができる。

【0045】

１つの実施形態では、ハイドロゲルファントム７８は、（固体形態の）重合ゲルであり、それは、電気伝導率が体積抵抗率を結果として生じさせることを可能にするために、遊離イオンの供給源をその中に提供するバルク電子輸送剤を有する重合ゲルである２つ以上のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎを含む。１つの実施形態では、それぞれのハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎは、導電性ゲルまたは半固体の導電性ゲルから形成されている。

【0046】

図３Ａに描かれている実施形態では、ファントムヘッド１００は、３つのハイドロゲルエレメント８２、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃ、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄ、および脳ハイドロゲルエレメント８２ｅを含み、ハイドロゲルエレメント８２のそれぞれは、別のハイドロゲルエレメント８２の少なくとも一部分に結合されている。皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃは、人間の皮膚の形状、厚さ、および体積を含み、また、人間の皮膚の電気抵抗／インピーダンス／伝導率を模倣する実質的に均一な電気抵抗／インピーダンス／伝導率を含む。骨ハイドロゲルエレメント８２ｄは、人間の頭部の中の骨の場所を模倣する様式で、ハイドロゲルファントム７８の中に位置決めされている。骨ハイドロゲルエレメント８２ｄは、人間の頭部の中の人間の骨の形状、厚さ、および体積を含み、また、人間の骨の電気伝導率を模倣する実質的に均一な電気抵抗／インピーダンス／伝導率を含むことが可能である。骨ハイドロゲルエレメント８２ｄは、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃに隣接しており、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃの境界を定めている。脳ハイドロゲルエレメント８２ｅは、人間の脳の形状、厚さ、および体積を含む。脳ハイドロゲルエレメント８２ｅは、人間の脳の電気抵抗／インピーダンス／伝導率を模倣する実質的に均一な電気抵抗／インピーダンス／伝導率を含むことが可能である。脳ハイドロゲルエレメント８２ｅは、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄによって部分的に取り囲まれており、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄの境界を定めている。

【0047】

ハイドロゲルファントム７８は、３つの異なるタイプのハイドロゲルエレメント（すなわち、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃ、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄ、および脳ハイドロゲルエレメント８２ｅ）を有するものとして例として説明されているが、ハイドロゲルファントム７８は、他のタイプのハイドロゲルエレメント（たとえば、血管ハイドロゲルエレメント、髄液ハイドロゲルエレメント、血液ハイドロゲルエレメント、または腫瘍ハイドロゲルエレメントなど）を有して提供されることが可能である。いくつかの実施形態において、ハイドロゲルエレメント８２は、変化する電気抵抗／伝導率の領域を有する連続的なハイドロゲルデバイスを形成するために一緒に接続されており、人間の頭部の電気抵抗／インピーダンス／伝導率を集合的に模倣するようになっている。

【0048】

１つの実施形態では、それぞれのハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎは、主に、たとえば下記に説明されているような導電性ゲルまたは半固体の導電性ゲルから形成されている。本明細書で教示されている複数のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎは、「Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｇｅｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｂｕｌｋ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｔｈｅｒｅｏｆ」という標題の米国特許出願第６３／０２０，６３６号に詳細に開示されているような、修正されたハイドロゲル（それは、穿孔だけでなく、凹部、突出部なども含む）とともに使用されることが可能であり、その文献は、その全体が本明細書に組み込まれている。

【0049】

導電性ゲルは、組成物が本開示にしたがって機能することを可能にする任意の形態であることが可能である。たとえば（限定としてではないが）、それぞれのハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎは、ハイドロゲルまたはヒドロコロイドの形態になっていることが可能である。

【0050】

１つの実施形態では、それぞれのハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎは、２つ以上の構成要素ハイドロゲルから形成されることが可能である。それぞれの構成要素ハイドロゲルは、１つまたは複数の構造的な水溶性のポリマー、１つまたは複数の架橋剤、１つまたは複数の光開始剤、１つまたは複数の電解質、および１つまたは複数の添加剤を有する導電性ゲルである。

【0051】

導電性ゲルは、それぞれのハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎのそれぞれの構成要素ハイドロゲルが本開示にしたがって機能することを可能にする任意の親水性のポリマーから形成されることが可能である。たとえば（限定としてではないが）、導電性ゲルのうちの１つまたは複数は、ポリアクリル酸ゲル、ポピドンゲル、またはセルロースゲルであることが可能である。加えて、１つまたは複数の導電性ゲルは、キトサン、アルギン酸塩、アガロース、メチルセルロース、ヒアルロン酸、コラーゲン、ラミニン、マトリゲル、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ポリ－１－リシン、プロテオグリカン、フィブリン糊、人工組織および／または天然組織の脱細胞化によって作製されたゲル、ならびに、それらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含むことが可能である。さらに、１つまたは複数の導電性ゲルは、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、メチルメタクリレート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（２－ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰｏｌｙＨＥＭＡ）、ポリ（グリセロールセバケート）、ポリウレタン、ポリ（イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ－イソプロピルアクリルアミド）、または、それらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含むことが可能である。

【0052】

特定の非限定的な実施形態において、導電性ゲルは、以下の化学的なおよび構造的な特徴／特性：約１ｎｍから約２００ｎｍの範囲にあるポリマー鎖長；約０．１ｍＭから約１Ｍの範囲にある濃度で存在する遊離塩；約６ｐＨから約８ｐＨの範囲にあるｐＨ；および、約１００Ｏｈｍ－ｉｎ未満の体積抵抗率のうちの１つまたは複数を含む。

【0053】

導電性ゲルのポリマーは、導電性ゲル組成物が本明細書で説明されているように機能することを可能にする任意のポリマー鎖長を有して提供されることが可能である。たとえば（限定としてではないが）、ポリマー鎖長は、約３ｎｍから約１７５ｎｍの範囲、約５ｎｍから約１５０ｎｍの範囲、または、約１０ｎｍから約１２５ｎｍの範囲、約１５ｎｍから約１００ｎｍの範囲など、および、上記の値のうちの２つの間に入る２つの整数を組み合わせた範囲（すなわち、約３ｎｍから約１５７ｎｍの範囲など）にあることが可能である。

【0054】

いくつかの実施形態において、構成要素ハイドロゲルは、１つまたは複数の電解質（たとえば、精製水電解質または遊離塩など）を含む。

【0055】

１つの実施形態では、それぞれのハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎは、２つ以上の構成要素から形成されることが可能である。それぞれの構成要素は、１つまたは複数の構造的な水溶性のポリマー、１つまたは複数の架橋剤、１つまたは複数の光開始剤、１つまたは複数の電解質、および１つまたは複数の添加剤を含むことが可能である。１つの実施形態では、それぞれの構成要素の１つまたは複数の添加剤は、保湿剤および／または防腐剤などのうちの１つまたは複数を含むことが可能である。

【0056】

１つの実施形態では、それぞれの構成要素は、１つまたは複数の架橋剤および１つまたは複数の光開始剤を含む。架橋剤は、構造的ポリマーであり、構造的ポリマーは、ハイドロゲルの安定化を提供し、活性化させられたときにポリマー鎖の多次元伸長につながる。光開始剤は、特定の架橋剤であり、それは、ハイドロゲルの硬化のときに、１つまたは複数の架橋剤を活性化させ、それによって、１つまたは複数の架橋剤が構造的ポリマーのポリマー鎖の多次元伸長へと形成されることを引き起こし、したがって、３次元（３Ｄ）ゲルを形成する。架橋は、構造的ポリマーの中の二重結合または官能基によって形成されることが可能である。

【0057】

ハイドロゲルの硬化は、ハイドロゲルの重合化であり、それは、一般的に硬化剤を適用することによって、２つ以上の構成要素の組み合わせによって構築されることが可能である。ハイドロゲルの重合化の前に、ハイドロゲルは、液体ハイドロゲルであることが可能である。１つの実施形態では、重合化は、あるＵＶ照射量のＵＶ照射をハイドロゲルに適用することによって達成されることが可能である。ＵＶ照射量は、照射の持続期間および照射の強度を含むことが可能であり、ハイドロゲルの粘着性および伝導率に影響を与えるユーザー要件（たとえば、架橋の程度など）に基づいて決定されることが可能である。すなわち、ＵＶ照射量（たとえば、ＵＶ照射の持続期間および／または照射強度）を調節することによって、ユーザーは、ハイドロゲルの硬化特性（たとえば、ハイドロゲルの伝導率および粘着性など）を調節することが可能である。別の実施形態では、重合化は、ハイドロゲルを硬化させるための代替的な形態のエネルギー（たとえば、電子ビームまたはレーザーなど）の適用によって達成されることが可能である。電子ビームまたはレーザーをハイドロゲルに適用することは、高い架橋速度および効率を結果として生じさせることが可能である。電子ビームまたはレーザーの印加の持続期間、および、電子ビームまたはレーザーの印加の強度は、ハイドロゲルの硬化特性を調節するために修正されることが可能である。

【0058】

１つの実施形態では、ハイドロゲルを形成するための特定の構成要素、および／または、ハイドロゲルの硬化は、複数のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎのそれぞれに所望の硬化特性を提供するために使用される。

【0059】

たとえば、下記の表１に要約された実験室実験において、Ｔａｉｐｅｉ ＴａｉｗａｎのＰｏｌｙｃｈｅｍ ＵＶ／ＥＢ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｒｐ．から取得されたＵＶ硬化性ハイドロゲル（製品番号＃ＪＮ０９１７－Ａ）が使用された。このＵＶ硬化性ハイドロゲルは、２つの構成要素（第１の構成要素および第２の構成要素と称される）を含む。第１の構成要素および第２の構成要素は、第１の実験的なハイドロゲルエレメント、第２の実験的なハイドロゲルエレメント、および第３の実験的なハイドロゲルエレメントを結果として生じさせる３つの異なる比率で一緒に混合された。それぞれの実験的なハイドロゲルエレメントに関して、３６５ｎｍ波長において光を提供するＵＶ ＬＥＤによって硬化させながら、変化するハイドロゲル硬化持続期間において、体積抵抗率値が計算された。

【0060】

第１の実験的なハイドロゲルエレメントは、１：０．３の比率で、第１の構成要素および第２の構成要素から構成された。１０分のハイドロゲル硬化持続期間において、体積抵抗率値は、２９０９ρ（Ω毎ｃｍ）となることを決定された；２０分のハイドロゲル硬化持続期間において、体積抵抗率値は、２９０９ρ（Ω毎ｃｍ）となることを決定された；および、４０分のハイドロゲル硬化持続期間において、体積抵抗率値は、４１６０ρ（Ω毎ｃｍ）となることを決定された。

【0061】

第２の実験的なハイドロゲルエレメントは、１：０．６５の比率で、第１の構成要素および第２の構成要素から構成された。１０分のハイドロゲル硬化持続期間において、体積抵抗率値は、２７２ρ（Ω毎ｃｍ）となることを決定された；２０分のハイドロゲル硬化持続期間において、体積抵抗率値は、３５６ρ（Ω毎ｃｍ）となることを決定された；および、４０分のハイドロゲル硬化持続期間において、体積抵抗率値は、３６４ρ（Ω毎ｃｍ）となることを決定された。第２の実験的なハイドロゲルエレメントは、ＰＯＬＹＣＨＥＭ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＵＶ Ｃｕｒａｂｌｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ＃ＪＮ０９１７－Ａであり、精製水、保湿剤、および完全に合成のフォトポリマーを含有する、完全に合成のポリアクリルアミドベースのおよび化学的な架橋された高性能ハイドロゲルである。第２の実験的なハイドロゲルエレメントは、摂氏２５°において１５０±５０ｃｐｓの液体粘度、および、４．０～７．０の間のｐＨを有していた。

【0062】

第３の実験的なハイドロゲルエレメントは、１：０．９の比率で、第１の構成要素ハイドロゲルおよび第２の構成要素ハイドロゲルから構成された。１０分のハイドロゲル硬化持続期間において、第３の実験的なハイドロゲルエレメントは、ほとんど液体の形態を依然として有しており、追加的な５分のハイドロゲル硬化持続期間を必要とし、そのポイントにおいて、体積抵抗率値は、８６ρ（Ω毎ｃｍ）となることを決定された；２５分のハイドロゲル硬化持続期間において、体積抵抗率値は、１０４ρ（Ω毎ｃｍ）となることを決定された；および、４５分のハイドロゲル硬化持続期間において、体積抵抗率値は、１０４ρ（Ω毎ｃｍ）となることを決定された。

【0063】

【表1】

【0064】

再び図３Ａを参照すると、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃ、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄ、および脳ハイドロゲルエレメント８２ｅのそれぞれは、別のハイドロゲルエレメント８２として、同じまたは異なる比率の第１の構成要素および第２の構成要素から構成されることが可能である。たとえば、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃは、第１の体積抵抗率を結果として生じさせる第１の比率の第１の構成要素および第２の構成要素から構成されることが可能であり、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄは、第２の体積抵抗率を結果として生じさせる第２の比率の第１の構成要素および第２の構成要素から構成されることが可能であり、脳ハイドロゲルエレメント８２ｅは、第３の体積抵抗率を結果として生じさせる第３の比率の第１の構成要素および第２の構成要素から構成されることが可能であり、ここで、第１の比率、第２の比率、および第３の比率は、同じであってもよくまたは異なっていてもよく、第１の体積抵抗率、第２の体積抵抗率、および第３の体積抵抗率は、同じであってもよくまたは異なっていてもよい。１つの実施形態では、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃ、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄ、および脳ハイドロゲルエレメント８２ｅのうちの１つまたは複数は、第１の構成要素および／または第２の構成要素とは異なる追加的な構成要素から部分的に構成されることが可能である。

【0065】

１つの実施形態では、ユーザーは、人間の頭部（たとえば、患者の頭部など）と導電的に同様になるように、ファントムヘッド１００を構築することが可能である。すなわち、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃの体積抵抗率が、体積抵抗率に関して患者の皮膚に類似するように、骨ハイドロゲルエレメント８２ｄの体積抵抗率が、体積抵抗率に関して患者の頭蓋骨の骨に類似するように、および、脳ハイドロゲルエレメント８２ｅが、体積抵抗率に関して患者の脳に類似するように、ユーザーが、ファントムヘッド１００を構築することが可能である。１つの実施形態では、ユーザーは、抵抗率に関して標的（たとえば、標的腫瘍など）に類似する体積抵抗率を有する標的ハイドロゲルエレメント８２ｆを含むように、ファントムヘッド１００を構築することも可能である。

【0066】

１つの実施形態では、ユーザーは、患者の頭部の中のまたはその周りの他の構成要素（たとえば、軟骨、目、髪、粘液、唾液、および神経など）の体積抵抗率をモデル化する１つまたは複数の追加的なハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎを含むように、ファントムヘッド１００を構築することが可能である。１つの実施形態では、ユーザーは、器官の一部分をシミュレートするように、１つまたは複数のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎを構築することが可能であり、たとえば、ユーザーは、体積抵抗率に関して脳の灰白質に類似する第１の脳ハイドロゲルエレメント、および、体積抵抗率に関して脳の白質に類似する第２の脳ハイドロゲルエレメントを構築することが可能であり、または、ユーザーは、体積抵抗率に関して骨髄に類似する第１の骨ハイドロゲルエレメント、体積抵抗率に関して海綿骨に類似する第２の骨ハイドロゲルエレメント、および、体積抵抗率に関して緻密骨に類似する第３の骨ハイドロゲルエレメントを構築することが可能である。

【0067】

１つの実施形態では、ファントムヘッド１００は、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎを有することが可能であり、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎは、センサーリード１０４ａ～ｎを有しており、ファントムヘッド１００の上のまたはその中の特定の場所と関連付けられており、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎは、たとえば、第１のセンサー１０２ａおよび第２のセンサー１０２ｂなどであり、第１のセンサー１０２ａは、センサーリード１０４ａを有しており、標的ハイドロゲルエレメント８２ｆと関連付けられており、第２のセンサー１０２ｂは、センサーリード１０４ｂを有しており、皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃと関連付けられている。追加的に、それぞれの電場発生パッド７０（たとえば、第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂなど）は、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎを含むことが可能である。それぞれのセンサー１０２ａ～ｎは、電場センサー、電圧センサー、アンペアセンサー、温度センサー、および／または電磁界センサーなどのうちの１つまたは複数を含むことが可能である。１つの実施形態では、それぞれのセンサー１０２ａ～ｎをモニタリングすることによって、ユーザーは、１つまたは複数の電場発生パッド７０のそれぞれの最適な設置を決定することが可能である。１つまたは複数のＴＴＦ信号が第１の電場発生パッド７０ａ、第２の電場発生パッド７０ｂ、およびハイドロゲルファントム７８に適用されることとなる任意の他の電場発生パッド７０に供給されるときに発生させられるＴＴＦｉｅｌｄの最大化された治療的な利益を示すデータをセンサー１０２ａ～ｎから受信することによって、１つまたは複数の電場発生パッド７０のそれぞれの最適な設置が決定されることが可能である。

【0068】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎは、ファントムハイドロゲル７８の全体を通して複数の異なる場所に設置されることが可能である。たとえば、センサー１０２ｃは、脳ハイドロゲルエレメント８２ｃの正面領域に設置されている。ハイドロゲルファントム７８を通して１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎを設置することによって、ユーザーは、ファントムハイドロゲル７８の中の複数の場所における交流電場（たとえば、ＴＴＦｉｅｌｄ）の特性を決定することが可能である。他の実施形態において、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎのうちの少なくとも１つは、２つ以上のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎの間の交差部に設置されることが可能である。２つ以上のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎの間の交差部にセンサー１０２を設置することによって、ユーザーは、交流電場が第１のハイドロゲルエレメント８２から第２のハイドロゲルエレメント８２へ通過するときに、交流電場の１つまたは複数の特性を決定することが可能である。

【0069】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎのそれぞれは、外部デバイス１２０に通信可能に連結されているセンサーリード１０４ａ～ｎを含む。外部デバイス１２０にアクセスすることによって、ユーザーは、それぞれのセンサー１０２ａ～ｎの１つまたは複数の特性に関する値を決定することができる可能性がある。しかし、他の実施形態において、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎのそれぞれは、センサーリード１０４ａ～ｎを含まず、ワイヤレストランシーバーを含むことが可能であり、ワイヤレストランシーバーは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＲＦＩＤ、ＷＩＦＩ、Ｘｂｅｅ、およびＺ－ｗａｖｅなどの要件に適合するワイヤレス通信トポロジー、または、それらのいくつかの組み合わせ、または任意の他のワイヤレス通信トポロジーを使用して、外部デバイス１２０に通信可能に連結されている。いくつかの実施形態において、センサー１０２は、プロセッサーによって読み取られて解釈され得るデジタル信号を提供するように、アナログ－デジタルコンバーターを通してプロセッサーに連結されているセンサーを含む。これらの実施形態では、一つのセンサーリードがプロセッサーをワイヤレストランシーバーに連結し、プロセッサーがワイヤレストランシーバーを介して外部デバイス１２０にデータおよびインストラクションを転送することを可能にすることができる。

【0070】

１つの実施形態では、ファントムヘッド１００は、１つまたは複数のシミュレートされた静脈１０８ａ～ｎを有することが可能である。１つまたは複数のシミュレートされた静脈１０８ａ～ｎは、静脈として参照されるが、１つまたは複数のシミュレートされた静脈１０８ａ～ｎは、動脈、または、モデル液体を運搬もしくは搬送するように設計された人間の身体の別のパーツをシミュレートすることも可能である。１つの実施形態では、１つまたは複数のシミュレートされた静脈１０８ａ～ｎのそれぞれは、モデル液体（たとえば、血液、または、人間の血液と同様の電気伝導率および／もしくは体積抵抗率特性を有する合成血液など）をファントムヘッド１００の中で循環させるように動作可能なチューブまたはホースなどを含むことが可能である。１つの実施形態では、合成血液は、また、人間の血液と同様の熱伝導率特性を有している。１つの実施形態では、モデル液体は、１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎからデータを受信しながら循環される。

【0071】

１つの実施形態では、ハイドロゲルファントム７８は、１つまたは複数の非ゲルエレメント１１２（たとえば、医療用デバイスまたは１つもしくは複数のシミュレートされた静脈１０８ａ～ｎなど）を含むように構築されることが可能である。たとえば、ハイドロゲルファントム７８がファントムヘッド１００である場合には、ユーザーは、患者の頭部の中に植え込まれるかまたは患者の頭部に設置され得る１つまたは複数の非ゲルエレメント１１２（たとえば、たとえば、骨固定型補聴器、人工内耳、および／または、頭蓋骨欠損を閉鎖するために使用されるもののような金属プレートなどを含む医療用デバイスなど）を含むように、ファントムヘッド１００を構築することが可能である。１つまたは複数の非ゲルエレメント１１２を含むようにハイドロゲルファントム７８を構築することによって、ユーザーは、１つまたは複数の非ゲルエレメント１１２に起因するハイドロゲルファントム７８の中の電場（たとえば、ＴＴＦｉｅｌｄなど）の変化を測定することが可能である。

【0072】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の非ゲルエレメント１１２は、医療用デバイス（たとえば、ペースメーカーなど）として、電場をアクティブに発生させる。１つの実施形態では、胸腔の中のさまざまな器官と同様の体積抵抗率を有する１つまたは複数のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎを有する胸腔としてハイドロゲルファントム７８を構築することによって、および、ハイドロゲルファントム７８の中にペースメーカーを含むことによって、ユーザーは、電場発生パッド７０ａ～ｎに起因する電場、および、ペースメーカーによって発生させられる電気信号によって引き起こされる電場の任意の変動を測定することが可能である。

【0073】

１つの実施形態では、１つまたは複数の追加的な電場発生パッド７０（図示せず）は、ファントムヘッド１００に取り付けられることが可能である。それぞれの電場発生パッド７０に接続されている発生器５４は、第１のパワーおよび第１の周波数を有する第１の電気信号を、１つまたは複数の電場発生パッド７０（たとえば、第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂなど）の第１のグループに供給することが可能であり、また、第２のパワーおよび第２の周波数を有する第２の電気信号を、時間的に同じインスタンスにおいてファントムヘッド１００に取り付けられている１つまたは複数の電場発生パッド７０の第２のグループに供給することが可能である。すなわち、発生器５４は、第１の電気信号を第１のグループに供給すると同時に、第２の電気信号を第２のグループに供給することが可能である。上記の実施形態は、第１のグループおよび第２のグループのみを説明しているが、３つ以上のグループが存在することも可能であるということが理解される。

【0074】

図３Ｂは、生物学的な構成要素の外部および生物学的な構成要素の内部の電気伝導率を適当にモデル化するように構成された流体コンテナ１３０として描かれている図２のハイドロゲルファントム７８の別の例示的な実施形態の断面ダイアグラムである。流体コンテナ１３０は、それに限定されないが、立方体、長方体、球体、円錐体、円筒体、または任意の架空の形状を含む、任意の形状であることが可能である。図３Ｂに示されている流体コンテナ１３０は、流体を保持するように形成された凹形のほぼ半球形の容器である。

【0075】

流体コンテナ１３０は、外部表面１３６および内部表面１３８を有する少なくとも１つの外部壁部１３４を含む。少なくとも１つの外部壁部１３４は、少なくとも１つのハイドロゲルエレメント８２から形成されることが可能である。いくつかの実施形態において、流体コンテナ１３０は、第１のハイドロゲルエレメント８２ｇから形成された単一の壁部を含む。ハイドロゲルエレメント８２ｇは、生物学的な構成要素の外部構成要素（たとえば、頭蓋骨、胴体の外部皮膚、およびそれらの組み合わせ）の電気伝導率を近似および／またはモデル化するように構成されることが可能である。たとえば、ハイドロゲルエレメント８２ｇは、人間の身体または非人間の身体の頭蓋骨の電気伝導率を近似および／またはモデル化するように構成されることが可能である。そのために、ハイドロゲルエレメント８２ｇは、骨、皮膚、および／または脳物質の電気伝導率を近似および／またはモデル化するように構成されることが可能である。

【0076】

流体コンテナ１３０の内部は、流体溶液１４０によって充填されるかまたは部分的に充填されることが可能である。流体溶液１４０は、生物学的な構成要素（たとえば、脳物質、血液、器官）の内部の電気伝導率を近似および／またはモデル化するように構成されることが可能である。たとえば、流体溶液１４０は、脳物質（すなわち、白質および／または灰白質）の電気伝導率を近似および／またはモデル化するように構成されることが可能である。いくつかの実施形態において、流体溶液１４０は、たとえば、白質および灰白質の平均伝導率を近似するように構成されることが可能である。いくつかの実施形態において、流体溶液１４０は、生理食塩水溶液であることが可能であり、生理食塩水溶液の塩含有量は、生物学的な構成要素の内部の電気伝導率を近似するように構成されている。

【0077】

図３Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、１つまたは複数の標的ハイドロゲルエレメント８２ｆは、少なくとも１つの可動プローブ１４２の少なくとも一部分の上に形成されるかまたはそれに取り付けられることが可能である。標的ハイドロゲルエレメント８２ｆは、１つまたは複数の標的腫瘍を近似する抵抗率を有するように構成されることが可能である。標的ハイドロゲルエレメント８２ｆは、可動プローブ１４２の上の任意のポイントに位置決めされることが可能である。少なくとも１つの可動プローブ１４２（その上に形成されているかまたはそれに取り付けられている標的ハイドロゲルエレメント８２ｆを有する）は、流体コンテナ１３０の内部の周りに位置決めされ、流体コンテナ１３０の流体溶液１４０の中を移動可能であり得る。たとえば、少なくとも１つの可動プローブ１４２は、流体コンテナ１３０の内部の中の第１の部位に位置決めされることが可能であり、そこで、１つまたは複数の測定値が、標的ハイドロゲルエレメント８２ｆに対して取得されることが可能である。次いで、少なくとも１つの可動プローブ１４２は、流体コンテナ１３０の内部の中の第２の部位に位置決めされることが可能であり、そこで、１つまたは複数の測定値が、標的ハイドロゲルエレメント８２ｆに対して取得されることが可能である。追加的に、１つまたは複数の標的ハイドロゲルエレメント８２ｆは、少なくとも１つの可動プローブ１４２とともに使用されることが可能である。そのために、少なくとも１つの可動プローブ１４２は、第１の部位に位置決めされることが可能であり、そこで、１つまたは複数の測定値が、プローブ１４２に取り付けられている第１の標的ハイドロゲルエレメント８２ｆに対して取得されることが可能である。少なくとも１つの可動プローブ１４２は、第２の部位に位置決めされることが可能であり、そこで、１つまたは複数の測定値が、プローブ１４２に取り付けられている第２の標的ハイドロゲルエレメント８２ｆに対して取得されることが可能である。追加的なプローブ（可動式または静止式）が、本開示にしたがって流体コンテナ１３０の内部の中に位置決めされることが可能であるということが留意されるべきである。

【0078】

いくつかの実施形態において、流体コンテナ１３０は、ファントムヘッド１００と同様に、流体コンテナ１３０の内部に（たとえば、流体コンテナ１３０の流体溶液１４０の中に）位置決めされている、１つもしくは複数のセンサー１０２ａ～ｎ（図３Ａに示されている）、１つもしくは複数のシミュレートされた静脈１０８ａ～ｎ（図３Ａに示されている）、および／または、１つもしくは複数の非ゲルエレメント１１２（図３Ａに示されている）を含むことが可能である。

【0079】

少なくとも１つの可動プローブ１４２は、流体コンテナ１３０の内部の中の電場を測定するために、流体コンテナ１３０の中に位置決めされるように構成されることが可能である。流体コンテナ１３０の内部は、外部壁部１３４の内部表面１３８によって境界を定められている。図２および図３Ｂを参照すると、１つまたは複数の電場発生パッド７０は、流体コンテナ１３０の外部壁部１３４の外部表面１３６に取り付けられることが可能である。それぞれの電場発生パッド７０に接続されている発生器５４は、第１のパワーおよび第１の周波数を有する第１の電気信号を、１つまたは複数の電場発生パッド７０（たとえば、第１の電場発生パッド７０ａおよび第２の電場発生パッド７０ｂなど）の第１のグループに供給することが可能であり、また、第２のパワーおよび第２の周波数を有する第２の電気信号を、流体コンテナ１３０の外部に取り付けられている１つまたは複数の電場発生パッド７０の第２のグループに供給することが可能である。少なくとも１つの可動プローブ１４２（その上のまたはそれに取り付けられている少なくとも１つの標的ハイドロゲルエレメント８２ｆを有する）は、発生器５４からの電気信号の発生の間に、内部流体コンテナ１３０の中の電場、および、いくつかの実施形態において、標的ハイドロゲルエレメント８２ｆの中の電場を測定するように構成されることが可能である。

【0080】

ここで図４Ａを参照すると、そこで示されているのは、本開示にしたがって構築されたゲル塗布システム２００の例示的な実施形態のダイアグラムである。ゲル塗布システム２００は、一般的に、１つまたは複数のアプリケーター２０４と、ハウジング２１２に移動可能に取り付けられているプラットフォーム２０８とを含む。１つのみのアプリケーター２０４が、簡潔化の目的のために示されているが、しかし、２つ以上のアプリケーター２０４が利用されることも可能である。１つまたは複数のアプリケーター２０４は、所定の放出速度で導電性ゲル（より詳細に上記に説明されている）を放出するための少なくともノズル２１６をさらに含む。プラットフォーム２０８は、ハイドロゲルファントム７８（部分的な皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃ’および部分的な骨ハイドロゲルエレメント８２ｄ’を有する部分的なファントムヘッド１００’として描かれている）が構築されている間に、ハイドロゲルファントム７８を支持している。１つの実施形態では、（液体形態の）第１の構成要素および第２の構成要素は、アプリケーター２０４の中で混合され、アプリケーター２０４のノズル２１６から液体導電性ゲルとして放出されることが可能である。

【0081】

１つの実施形態では、アプリケーター２０４は、第１の方向２２０、第２の方向２２４、または第３の方向２２６、およびそれらの組み合わせのうちの１つに移動することが可能である。１つの実施形態では、プラットフォーム２０８は、第１の方向２２０、第２の方向２２４、第３の方向２２６、またはそれらの組み合わせに移動することが可能である。第１の方向２２０は、ｙ方向であることが可能であり、第２の方向２２４は、ｘ方向であることが可能であり、第３の方向２２６は、ｚ方向であることが可能である。１つの実施形態では、ゲル塗布システム２００は、プラットフォーム２０８の移動を制御するために、および／または、アプリケーター２０４の移動を制御するために、コントローラー２２８を含む。

【0082】

いくつかの実施形態において、コントローラー２２８は、少なくとも１つの提案されたハイドロゲルエレメントを有する提案されたハイドロゲルファントムの３次元モデルをロードされている。これらの実施形態では、３次元モデルは、複数のボクセルを提供されており、それぞれのボクセルは、少なくとも１つの提案されたハイドロゲルエレメントのうちの１つの一部分である。ボクセルのそれぞれは、ボクセルのための特定の抵抗、インピーダンス、またはコンダクタンスを識別する（または、それを決定するために使用される）特性情報を提供されている。特性情報は、コントローラー２２８によって読み取られ、抵抗、インピーダンス、またはコンダクタンスを有するボクセルを生成させるために使用されることが可能である。

【0083】

１つの実施形態では、コントローラー２２８は、回路、たとえば、少なくとも１つのプロセッサー２３０に通信可能に連結されているメモリー２２９（たとえば、非一時的なコンピューター可読媒体など）を備えて提供されることが可能である。３次元モデルと、３次元モデルを読み出すように構成されているコンピューター実行可能なコードとを記憶するメモリー２２９は、プロセッサー２３０によってアクセスされることが可能である。プロセッサー２３０（３次元モデルを読み出すように構成されているコンピューター実行可能なコードを実行する）は、（プラットフォーム２０８の）アプリケーター２０４が第１の方向２２０、第２の方向２２４、または第３の方向２２８のうちの１つまたは複数に移動することを引き起こし、アプリケーター２０４が所定の放出速度で導電性ゲルを放出することを引き起こすことが可能である。１つの実施形態では、コンピューターシステム（図示せず）は、３次元モデルの複数のボクセルとしてハイドロゲルファントム７８をモデル化するために使用され、また、３次元モデルをコントローラー２２８に通信するために使用され、コントローラー２２８において、３次元モデルは、次いで、メモリー２２９の中に記憶されることが可能である。１つの実施形態では、コントローラー２２８は、１つまたは複数のコンピューターシステムと通信しており、３次元モデルまたは３次元モデルを形成する複数のボクセルを受信する。

【0084】

１つの実施形態では、ゲル塗布システム２００は、硬化装置２３２をさらに含み、（液体形態の）第１の構成要素および第２の構成要素が硬化して（または、ポリマー化して）１つまたは複数のハイドロゲルエレメント８２の３次元の導電性ゲルになることを引き起こす。硬化装置２３２は、硬化剤（たとえば、ＵＶ放射線、レーザー、および／または電子ビームなど）を、たとえば、（液体形態の）第１の構成要素および第２の構成要素を含む特定のボクセル２３４に供給することが可能であり、ここで、特定のボクセル２３４は、部分的な皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃ’または部分的な骨ハイドロゲルエレメント８２ｄ’として図４Ａに示されている、１つまたは複数のハイドロゲルエレメント８２のうちの特定の１つに対応する３次元モデルの未硬化のボクセルである。それによって、硬化装置２３２は、硬化剤を適用することによって、特定のボクセル２３４がポリマー化し、１つまたは複数のハイドロゲルエレメント８２のうちの特定の１つの一部分を形成する３次元の導電性ゲルになることを引き起こす。

【0085】

１つの実施形態では、ユーザーは、コントローラー２２８を使用し、第１の比率を有する第１の構成要素および第２の構成要素から構成された第１の液体ハイドロゲルを、ゲル塗布システム２００のアプリケーター２０４が放出することを引き起こし、また、患者の皮膚と同様の体積抵抗率を有する部分的な皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃ’の第１のボクセルを形成するために、硬化装置２３２が第１の持続期間にわたって第１の強度で第１の液体ハイドロゲルに硬化剤を供給することを引き起こし、また、第２の比率を有する第１の構成要素および第２の構成要素から構成された第２の液体ハイドロゲルを、ゲル塗布システム２００のアプリケーター２０４が放出することを引き起こし、また、患者の頭蓋骨と同様の体積抵抗率を有する部分的な骨ハイドロゲルエレメント８２ｄ’の第２のボクセルを形成するために、硬化装置２３２が第２の持続期間にわたって第２の強度で第２の液体ハイドロゲルに硬化剤を供給することを引き起こす。

【0086】

１つの実施形態では、ユーザーは、コントローラー２２８を使用し、特定の比率を有する第１の構成要素および第２の構成要素から構成された液体ハイドロゲルを、ゲル塗布システム２００のアプリケーター２０４が放出することを引き起こし、また、硬化装置２３２は、ボクセルごとのベースで（すなわち、特定のボクセルに関して）特定の持続期間にわたって特定の強度で液体ハイドロゲルに硬化剤を供給し、たとえば、少なくとも１つのハイドロゲルエレメント８２のうちの１つのそれぞれの部分に関して、アプリケーター２０４は、液体ハイドロゲルを放出し、また、特定のボクセルについての液体ハイドロゲルが放出された後に、硬化装置２３２は、放出された液体ハイドロゲルに硬化剤を供給する。１つの実施形態では、それぞれのボクセルの体積は、ハイドロゲルファントム７８を形成する際に要求される精密度、液体ハイドロゲルの粘度に（部分的に）基づいてそれぞれのボクセルの中で硬化させられ得る液体ハイドロゲルの体積、および、ボクセルの中の液体ハイドロゲルに対する硬化剤の浸透限界などのうちの１つまたは複数に基づいて決定されることが可能である。１つの実施形態では、それぞれのハイドロゲルエレメント８２のそれぞれのボクセルは、同様の体積を有している。いくつかの実施形態において、それぞれのボクセルは、０．００１ｍｍ^３から１ｃｍ^３の間の体積を有している。いくつかの実施形態において、それぞれのボクセルは、おおよそ同じ体積を有しているが、一方では、他の実施形態において、すべてのボクセルが同じ体積を有しているわけではない。いくつかの実施形態において、それぞれのボクセルは、０．０１ｍｍから１ｃｍの間の幅を有している。

【0087】

１つの実施形態では、コントローラー２２８は、３次元モデルを１つまたは複数の層にスライスすることが可能であり、ここで、それぞれの層は、複数の実質的に同一平面上にあるボクセルであり、複数の実質的に同一平面上にあるボクセルのそれぞれのボクセルは、特定のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎの体積に対応している。特定の層の上のそれぞれのボクセルに関して、コントローラー２２８は、アプリケーター２０４が液体ハイドロゲル（少なくとも第１の構成要素および第２の構成要素から構成されている）を放出することを引き起こすことが可能であり、また、硬化剤をボクセルに適用し、ボクセルが、特定のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎのボクセルの対応する体積と同様の電気伝導率、インピーダンス、および／または体積抵抗率を示すようになっている。１つの実施形態では、コントローラー２２８は、複数の実質的に同一平面上にあるボクセルのすべてまたはほとんどが層ごとのベースで放出されて硬化されることを引き起こし、すなわち、コントローラー２２８が３次元モデルをスライスし、第１の複数の実質的に同一平面上にあるボクセルを有する第１の層と、第２の複数の実質的に同一平面上にあるボクセルを有する第２の層とにする場合には、コントローラー２２８が、第２の層における第２の複数の実質的に同一平面上にあるボクセルのほとんどまたはすべてが形成されることを引き起こす前に、コントローラー２２８は、第１の層における第１の複数の実質的に同一平面上にあるボクセルのほとんどまたはすべてが形成されることを引き起こすことが可能である。１つの実施形態では、コンピューターシステムは、３次元モデルを１つまたは複数の層にスライスすることが可能であり、ここで、それぞれの層は、複数の実質的に同一平面上にあるボクセルであり、複数の実質的に同一平面上にあるボクセルのそれぞれのボクセルは、特定のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎの体積に対応している。

【0088】

１つの実施形態では、ノズル２１６は、ノズル２１６とプラットフォーム２０８との間の距離によって決定される塗布距離を有しており、所定の塗布圧力で（液体形態の）導電性ゲル（たとえば、ハイドロゲルなど）を放出し、プラットフォーム２０８に対して所定の塗布速度で移動する。塗布距離、塗布圧力、および塗布速度、を調節することによって、ボクセル体積および／またはボクセル形状が調節されることが可能である。

【0089】

１つの実施形態では、２つ以上のアプリケーター２０４が使用され、２つ以上のハイドロゲルファントム７８を同時に形成することが可能である。

【0090】

１つの実施形態では、部分的なファントムヘッド１００’がゲル塗布システム２００によって構築されている（または、プリントされている）ときに、１つまたは複数の非ゲルエレメント（たとえば、１つもしくは複数の医療用デバイスおよび／または１つもしくは複数のシミュレートされた静脈１０８ａ～ｎなど）が、部分的なファントムヘッド１００’の特定の層の上に設置されることが可能である。ファントムヘッド１００の構築の間に１つまたは複数の非ゲルエレメントを取り付けることによって、導電性ゲルが硬化されるときに、導電性ゲルは、非ゲルエレメントに付着することが可能であり、それによって、１つまたは複数の非ゲルエレメントの移動を防止する。その理由は、非ゲルエレメントの移動がハイドロゲルファントム７８の中へ誤差要因（ｅｒｒｏｒ）を導入する可能性があるからである。

【0091】

ここで図４Ｂを参照すると、そこで示されているのは、本開示にしたがって構築されたゲル塗布システム２００ａの例示的な実施形態のダイアグラムである。アプリケーター２０４が、第１のアプリケーター２０４ａおよび第２のアプリケーター２０４ｂを含み、第１のアプリケーター２０４ａは、第１のノズル２１６ａを通して（液体形態で）第１の速度で第１の構成要素を放出するように動作可能であり、第２のアプリケーター２０４ｂは、第２のノズル２１６ｂを通して（液体形態で）第２の速度で第２の構成要素を同じ場所に放出するように動作可能であり、第１および第２の構成要素が混合してハイドロゲルエレメント８２のうちの１つの一部分を形成することを引き起こすことを除いて、ゲル塗布システム２００ａは、構築および機能に関して、上記に説明されて図４Ａに示されているゲル塗布システム２００と同様である。この実施形態では、所定の時間の期間にわたって、第１の構成要素の第１の放出速度、および、第２の構成要素の第２の放出速度を調節することによって、ユーザーは、固体のゲル形態へと固化するように、第１の構成要素と第２の構成要素との間の比率を選択することが可能である。第１および第２の構成要素を塗布し、それに続いて、塗布された第１および第２の構成要素を硬化させるステップを繰り返すことによって、ゲル塗布システム２００は、ハイドロゲルファントム７８のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎを生成させることが可能である。

【0092】

ゲル塗布システム２００ａは、ハウジング２１２に移動可能に取り付けられているプラットフォーム２０８をさらに含む。プラットフォーム２０８は、ハイドロゲルファントム７８が構築されている間に、ハイドロゲルファントム７８を支持する。ハイドロゲルファントム７８は、部分的な皮膚ハイドロゲルエレメント８２ｃ’および部分的な骨ハイドロゲルエレメント８２ｄ’を有する部分的なファントムヘッド１００’として描かれている。

【0093】

いくつかの実施形態において、コントローラー２２８は、少なくとも１つの提案されたハイドロゲルエレメントを有する提案されたハイドロゲルファントムの３次元モデルをロードされている。これらの実施形態では、３次元モデルは、複数のボクセルを提供されおり、それぞれのボクセルは、少なくとも１つの提案されたハイドロゲルエレメントのうちの１つの一部分である。ボクセルのそれぞれは、ボクセルのための特定の抵抗、インピーダンス、またはコンダクタンスを識別する（または、それを決定するために使用される）特性情報を提供されている。特性情報は、コントローラー２２８によって読み取られ、抵抗、インピーダンス、またはコンダクタンスを有するボクセルを生成させるために使用されることが可能である。コントローラー２２８は、少なくとも１つのプロセッサー２３０に通信可能に連結されているメモリー２２９（たとえば、非一時的なコンピューター可読媒体など）を備えて提供されることが可能である。３次元モデルと、３次元モデルを読み出すように構成されているコンピューター実行可能なコードとを記憶するメモリー２２９は、プロセッサー２３０によってアクセスされることが可能である。プロセッサー２３０（３次元モデルを読み出すように構成されているコンピューター実行可能なコードを実行する）は、（プラットフォーム２０８の）第１のアプリケーター２０４ａおよび第２のアプリケーター２０４ｂが第１の方向２２０、第２の方向２２４、または第３の方向２２８のうちの１つまたは複数に移動することを引き起こすことが可能であり、また、第１のアプリケーター２０４ａが第１のノズル２１６ａを通して第１の速度で（液体形態で）第１の構成要素を放出することを引き起こすことが可能であり、第２のアプリケーター２０４ｂは、第２のノズル２１６ｂを通して第２の速度で（液体形態で）第２の構成要素を放出するように動作可能である。

【0094】

１つの実施形態では、コンピューターシステム（図示せず）は、３次元モデルの複数のボクセルとしてハイドロゲルファントム７８をモデル化するために使用され、また、３次元モデルをコントローラー２２８に通信するために使用され、コントローラー２２８において、３次元モデルは、次いで、メモリー２２９の中に記憶されることが可能である。１つの実施形態では、コントローラー２２８は、１つまたは複数のコンピューターシステムと通信しており、３次元モデルまたは３次元モデルを形成する複数のボクセルを受信する。１つの実施形態では、コンピューターシステムは、３次元モデルを１つまたは複数の層にスライスすることが可能であり、ここで、それぞれの層は、複数の実質的に同一平面上にあるボクセルであり、複数の実質的に同一平面上にあるボクセルのそれぞれのボクセルは、特定のハイドロゲルエレメント８２ａ～ｎの体積に対応している。

【0095】

ここで図５を参照すると、そこで示されているのは、ハイドロゲルファントム生成プロセス２５０の例示的な実施形態であり、ハイドロゲルファントム生成プロセス２５０は、一般的に、所望の体積抵抗率を決定するステップ（ステップ２５４）と、第１の体積の第１の構成要素ハイドロゲルおよび第２の体積の第２のハイドロゲルを組み合わせてハイドロゲルエレメントにするステップ（ステップ２５８）と、ハイドロゲルエレメントを硬化させてハイドロゲルファントムを形成するステップ（ステップ２６２）とを含む。

【0096】

１つの実施形態では、所望の体積抵抗率を決定するステップ（ステップ２５４）は、患者の標的領域（たとえば、標的腫瘍など）の体積抵抗率を測定することによって実施されることが可能である。１つの実施形態では、所望の体積抵抗率を決定するステップ（ステップ２５４）は、患者の特定の部分（たとえば、特定の器官など）に関する体積抵抗率を、特定の器官に関する所定の電気伝導率のセットに関して選択するステップを含むことが可能である。たとえば、特定の器官が肝臓である場合には、および、一般的に、肝臓が所定の肝臓体積抵抗率を有するということが事前に決定されている場合には、事前に決定された肝臓体積抵抗率が、所望の体積抵抗率として選択されることが可能である。

【0097】

１つの実施形態では、第１の体積の第１の構成要素および第２の体積の第２の構成要素を組み合わせてハイドロゲルエレメントにするステップ（ステップ２５８）は、一般的に、たとえば、表１を発生させるように決定されるように、ハイドロゲル構成要素比率を選択するステップであって、ここで、特定の比率は、所望の体積抵抗率に近似したまたはそれと同様の体積抵抗率を含む、ステップと、第２の体積に対する第１の体積の比率がハイドロゲル構成要素比率におおよそ等しくなるように、第１の体積および第２の体積を選択するステップとを含む。

【0098】

１つの実施形態では、第１の体積の第１の構成要素および第２の体積の第２の構成要素を組み合わせてハイドロゲルエレメントにするステップ（ステップ２５８）は、第１の構成要素の第１の体積および第２の構成要素の第２の体積を有する１つまたは複数のボクセルを形成するステップをさらに含むことが可能であり、ここで、それぞれのボクセルは、ハイドロゲルエレメントの離散的な体積または部分である。

【0099】

１つの実施形態では、ハイドロゲルエレメントを硬化させてハイドロゲルファントムを形成するステップ（ステップ２６２）は、一般的に、特定の持続期間にわたって硬化剤をハイドロゲルエレメントに適用するステップを含む。たとえば、特定の持続期間は、所望の体積抵抗率に関するハイドロゲル構成要素比率に対応する硬化持続期間の部分的に基づいて決定されることが可能である。１つの実施形態では、ハイドロゲルエレメントを硬化させてハイドロゲルファントムを形成するステップ（ステップ２６２）は、硬化および固化されたボクセルがハイドロゲルエレメントを集合的に形成するように、それぞれのボクセルが形成されているときに、１つまたは複数のボクセルのそれぞれを硬化させるステップを含むことが可能である。

【0100】

ここで図６を参照すると、そこで示されているのは、電場発生パッド場所設置プロセス３００の例示的な実施形態であり、電場発生パッド場所設置プロセス３００は、一般的に、２つ以上の電場発生パッドを特定の場所においてハイドロゲルファントム７８に取り付けるステップ（ステップ３０４）と、所定の時間の期間にわたって約５０ｋＨｚから約１ＭＨｚの範囲にある周波数を有する交流電場を発生させるステップ（ステップ３０８）と、有効性を決定するために１つまたは複数のセンサーを測定するステップ（ステップ３１２）と、有効性が有効性閾値を上回るかどうかを決定するステップ（ステップ３１６）と、有効性が有効性閾値を上回る場合には、ハイドロゲルファントムの上の２つ以上の電場発生パッドのそれぞれの特定の場所を治療的な電場発生パッド場所として選択するステップ（ステップ３２０）と、そうでなければ、ステップ３０４に戻るステップとを含む。

【0101】

１つの実施形態では、２つ以上の電場発生パッドをハイドロゲルファントムに取り付けるステップ（ステップ３０４）は、ユーザーによって実施されることが可能であり、ハイドロゲルファントム７８の上の特定の場所に２つ以上の電場発生パッドを取り付けるステップと、１つまたは複数のセンサーをハイドロゲルファントム７８に取り付けるステップとを含むことが可能である。１つの実施形態では、所定の時間の期間にわたって約５０ｋＨｚから約５００ｋＨｚの範囲にある周波数を有する交流電場を発生させるステップ（ステップ３０８）は、ユーザーによって、発生器５４または制御ボックス８６にアクセスするステップと、発生器５４が交流電場を発生させることを引き起こすステップとを含む。

【0102】

いくつかの実施形態において、有効性を決定するために１つまたは複数のセンサーを測定するステップ（ステップ３１２）は、標的領域における印加された交流電場の有効性を決定するために、ハイドロゲルファントム７８に取り付けられている１つまたは複数のセンサー１０２ａ～ｎのそれぞれに関して、電場強度または強度を測定するステップ、電圧を測定するステップ、アンペア数を測定するステップ、もしくは、温度を測定するステップ、または、それらのいくつかの組み合わせを含むことが可能である。１つの実施形態では、印加される交流電場は、ＴＴＦｉｅｌｄであり、標的領域は、電場標的７４の標的領域である。いくつかの実施形態において、有効性を決定するために測定するステップは、可動プローブ１４２から電場の１つまたは複数の測定値を取得するステップを含むことが可能である。

【0103】

１つの実施形態では、有効性閾値を上回るかどうかを決定するステップ（ステップ３１６）は、ステップ３１２において決定されるような有効性を有効性閾値と比較するステップと、有効性閾値を上回る場合には、ハイドロゲルファントム７８の上の２つ以上の電場発生パッド７０のそれぞれの現在の場所を治療的な電場発生パッド場所として選択するステップとを含む。有効性が有効性閾値を下回る場合には、２つ以上の電場発生パッドをハイドロゲルファントム７８に取り付けるステップ（ステップ３０４）に戻り、特定の場所のうちの少なくとも１つとは異なる場所において、２つ以上の電場発生パッドをハイドロゲルファントムに取り付ける。たとえば、有効性閾値が温度閾値である場合には、有効性が有効性閾値を下回るかどうかを決定するステップ（ステップ３１６）は、温度を測定することによって決定されるような有効性を温度閾値と比較するステップを含み、温度が温度閾値を超える場合には、ステップ３０４に戻り、そうでなければ、ハイドロゲルファントムの上の２つ以上の電場発生パッドのそれぞれの特定の場所を治療的な電場発生パッド場所として選択し続ける（ステップ３２０）。

【0104】

図７は、本開示による、ＴＴＦｉｅｌｄ強度の（すなわち、コンピューターモデルの中で予測された推定ＴＴＦｉｅｌｄ強度）のシミュレーションを検証するための例示的な方法４００のフローチャートである。また、本開示によれば、ＴＴＦｉｅｌｄ強度の代わりに、または、ＴＴＦｉｅｌｄ強度に加えて、以下のものが検証されることも可能である：電圧、アンペア数、温度、またはそれらのいくつかの組み合わせ。

【0105】

ステップ４０２において、１つまたは複数のコンピューターシミュレーションは、身体の中の標的エリアに関する推定ＴＴＦｉｅｌｄ強度を決定することが可能である。一般的に、コンピューターシミュレーションは、ＴＴＦｉｅｌｄ治療のための電極に関する位置を決定する。身体（たとえば、頭部、胴体）の中の電気伝導率の１つまたは複数のコンピューターモデルは、身体の特定の部分のＣＴスキャンおよび／またはＭＲＩイメージを取得することによって発生させられることが可能である。たとえば、以下の特許および特許公報の中の開示は、ＴＴＦｉｅｌｄ治療における電極のための位置を決定するために使用される伝導率のコンピューターモデルを提供するためのＣＴスキャンおよび／またはＭＲＩイメージのセグメンテーションを詳述している：２０１６年１０月２７日に出願された米国特許第１０，１８８，８５１号；２０１９年１１月１２日に出願された米国特許公報第２０２０／０１４６５８６号；および、２０１９年７月１８日に出願された米国特許公報第２０２０／００２３１７９号；それらの文献は、すべてその全体が参照により本明細書に組み込まれている。コンピューターシミュレーションの中において、推定ＴＴＦｉｅｌｄ強度は、電極のシミュレートされた位置決めに基づいて、身体の中の標的エリア（たとえば、腫瘍）に関して決定されることが可能である。

【0106】

ステップ４０４において、ハイドロゲルファントム７８を使用して、ハイドロゲルファントム７８の中の実際のＴＴＦｉｅｌｄ強度が、本開示にしたがって取得されることが可能である。電場発生パッド７０ａおよび７０ｂが、コンピューターシミュレーションまたはモデルの中の電極の位置決めに基づいて、ハイドロゲルファントム７８の周りに位置決めされることが可能である。交流電場が、電場発生パッド７０ａおよび７０ｂによってハイドロゲルファントム７８に印加されることが可能である。実際のＴＴＦＩｅｌｄ強度は、ハイドロゲルファントム７８の少なくとも一部分を通過する交流電場に関係付けられて測定されることが可能である。

【0107】

ステップ４０６において、コンピューターシミュレーションの推定ＴＴＦｉｅｌｄ強度、および、ハイドロゲルファントム７８の実際のＴＴＦｉｅｌｄ強度が比較され、結果として生じる比較出力を提供することが可能である。ステップ４０８において、結果として生じる比較出力は、推定ＴＴＦｉｅｌｄ強度のコンピューターシミュレーションを検証することが可能であり、および／または、結果として生じる比較出力は、コンピューターシミュレーションを更新するために使用されることが可能である。たとえば、結果として生じる比較出力は、実際のＴＴＦｉｅｌｄ強度と推定ＴＴＦｉｅｌｄ強度との間の差が事前に決定された閾値の中にある場合には、コンピューターシミュレーションによって提供される推定ＴＴＦｉｅｌｄ強度を検証することが可能である。いくつかの実施形態において、結果として生じる比較は、コンピューターシミュレーションを調節または較正する（たとえば、コンピューターシミュレーションの中の１つまたは複数のアルゴリズムを更新する）ために使用されることが可能である。

【0108】

以下は、本明細書で開示されている発明概念の非限定的な例示的な実施形態の番号リストである。

【0109】

１．ハイドロゲルファントムであって、ハイドロゲルファントムは、複数の接続されたハイドロゲルエレメントを含み、ハイドロゲルエレメントの第１のものは、第１の電気的なインピーダンスを有しており、ハイドロゲルエレメントの第２のものは、第２のインピーダンスを有しており、第１のインピーダンスは、第２のインピーダンスとは異なる、ハイドロゲルファントム。

【0110】

２．複数の接続されたハイドロゲルエレメントは、患者の身体パーツの形態になっている、例示的な実施形態１に記載のハイドロゲルファントム。

【0111】

３．ハイドロゲルエレメントのうちの少なくとも１つは、腫瘍の形態になっており、複数の隣接して配設されたハイドロゲルエレメントのうちの少なくとも１つは、腫瘍のインピーダンスを模倣するインピーダンスを有している、例示的な実施形態１に記載のハイドロゲルファントム。

【0112】

４．複数の接続されたハイドロゲルエレメントは、人間の頭部の形状になっている、例示的な実施形態１に記載のハイドロゲルファントム。

【0113】

５．複数の接続されたハイドロゲルエレメントのそれぞれは、所定の比率で第１の構成要素および第２の構成要素を含む、例示的な実施形態１に記載のハイドロゲルファントム。

【0114】

６．ハイドロゲルファントムは、複数の接続されたハイドロゲルエレメントのうちの少なくとも１つと連通する非ゲルエレメントをさらに含む、例示的な実施形態１に記載のハイドロゲルファントム。

【0115】

７．非ゲルエレメントは、複数の隣接して配設されたハイドロゲルエレメントのうちの少なくとも１つと連通する医療用デバイスである、例示的な実施形態６に記載のハイドロゲルファントム。

【0116】

８．非ゲルエレメントは、複数の隣接して配設されたハイドロゲルエレメントの中に植え込まれている、例示的な実施形態６に記載のハイドロゲルファントム。

【0117】

９．物体の３次元モデルを受け取るステップであって、３次元モデルは、複数のボクセルを有しており、それぞれのボクセルは、ボクセルに関するインピーダンスまたは抵抗のうちの少なくとも１つを識別するかまたはそれを決定するために使用可能な特性情報を提供されている、ステップと；
３次元モデルの中のボクセルに対応するハイドロゲルエレメントをハイドロゲルファントムの中に生成させることによって、３次元モデルによってハイドロゲルファントムを生成させるために、ゲル塗布システムを動作させるステップと
を含む、方法。

【0118】

１０．ハイドロゲルファントムの上の特定の場所においてハイドロゲルファントムに電場発生パッドを取り付けるステップであって、ハイドロゲルファントムは、複数の接続されたハイドロゲルエレメントを有しており、ハイドロゲルエレメントの第１のものは、第１の電気的なインピーダンスを有しており、ハイドロゲルエレメントの第２のものは、第２のインピーダンスを有しており、第１のインピーダンスは、第２のインピーダンスとは異なる、ステップと；
電場発生パッドによってハイドロゲルファントムに交流電場を印加するステップと；
複数のセンサーによって、ハイドロゲルファントムの少なくとも一部分を通過する交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップと；
以下のステップ：
ハイドロゲルファントムの中の標的領域に対する交流電場の有効性を決定するステップ；および、
複数のセンサーによって測定されるデータを使用して、ハイドロゲルファントムの少なくとも一部分を通過する交流電場をモデル化するステップ
のうちの少なくとも１つを実施するステップと
を含む、方法。

【0119】

１１．交流電場を印加するステップは、電場発生パッドによってハイドロゲルファントムに腫瘍治療電場を印加するステップを含む、例示的な実施形態１０に記載の方法。

【0120】

１２．方法は、交流電場に関係付けられる測定された少なくとも１つの特性に少なくとも部分的に基づいて、ハイドロゲルファントムによって交流電場の比吸収率を計算するステップをさらに含む、例示的な実施形態１０に記載の方法。

【0121】

１３．方法は、ハイドロゲルファントムの上にまたはその中に、ハイドロゲルファントムの特定の部分と関連付けられる複数のセンサーを取り付けるステップをさらに含み、それぞれのセンサーは、少なくとも１つの特性を提供する、例示的な実施形態１０に記載の方法。

【0122】

１４．交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップは、少なくとも１つの特性を決定するために、複数のセンサーのうちの少なくとも１つを測定するステップをさらに含む、例示的な実施形態１３に記載の方法。

【0123】

１５．交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップは、ハイドロゲルファントムの特定の部分を通過する交流電場に関係付けられる温度を決定するために、複数のセンサーのうちの少なくとも１つを測定するステップをさらに含む、例示的な実施形態１４に記載の方法。

【0124】

１６．交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップは、ハイドロゲルファントムの特定の部分を通過する交流電場に関係付けられる電気的特性を決定するために、１つまたは複数のセンサーのうちの少なくとも１つを測定するステップをさらに含む、例示的な実施形態１４に記載の方法。

【0125】

１７．交流電場に関係付けられる少なくとも１つの特性を測定するステップは、ハイドロゲルファントムの特定の部分を通過する交流電場に関係付けられる磁気的特性を決定するために、１つまたは複数のセンサーのうちの少なくとも１つを測定するステップをさらに含む、例示的な実施形態１４に記載の方法。

【0126】

１８．交流電場を印加するステップは、電場発生パッドによってハイドロゲルファントムに腫瘍治療電場を印加するステップを含む、例示的な実施形態１４に記載の方法。

【0127】

１９．腫瘍治療電場をモデル化するステップは、ハイドロゲルファントムの中の標的領域に対する交流電場の有効性を決定するステップを含む、例示的な実施形態１８に記載の方法。

【0128】

２０．コンピューターシミュレーションに基づいて事前に決定された場所においてハイドロゲルファントムに電場発生パッドを取り付けるステップであって、ハイドロゲルファントムは、複数のハイドロゲルエレメントを有しており、ハイドロゲルエレメントの第１のものは、第１の電気的なインピーダンスを有しており、ハイドロゲルエレメントの第２のものは、第２のインピーダンスを有しており、第１のインピーダンスは、第２のインピーダンスとは異なる、ステップと；
電場発生パッドによってハイドロゲルファントムに交流電場を印加するステップと；
実際のＴＴＦｉｅｌｄ強度を取得するために、ハイドロゲルファントムの少なくとも一部分を通過する交流電場に関係付けられるＴＴＦｉｅｌｄ強度を測定するステップと；
実際のＴＴＦｉｅｌｄ強度を、コンピューターシミュレーションから取得される推定ＴＴＦｉｅｌｄ強度と比較するステップと
を含む、方法。

【0129】

２１．電場発生パッドは、ハイドロゲルファントムの外部壁部に取り付けられている、例示的な実施形態２０に記載の方法。

【0130】

２２．ハイドロゲルエレメントの第２のものの第２のインピーダンスは、腫瘍のインピーダンスにマッチしている、例示的な実施形態２０に記載の方法。

【0131】

２３．ハイドロゲルエレメントの第２のものは、ＴＴＦｉｅｌｄ強度を測定するように構成されているプローブに取り付けられており、方法は、第１のハイドロゲルエレメントに対してプローブを移動させるステップをさらに含む、例示的な実施形態２２に記載の方法。

【0132】

上記の説明から、本明細書で開示されて特許請求されている発明概念は、本発明に固有のものと同様に、本明細書に述べられている目的を遂行し、利点を得るように十分に適合されているということが明らかである。本開示の目的のために、発明概念の例示的な実施形態が説明されてきたが、多数の変化が行われることが可能であり、多数の変化は、それら自身を当業者に容易に示唆することとなり、本明細書で開示されて特許請求されている発明概念の精神の中で達成されるということが理解されることとなる。先述の説明、例示的な実施形態、もしくは、以下の特許請求の範囲に、または、添付の図面に開示されている特徴（それらは、それらの特定の形態で、または、開示されている機能を果たすための手段の観点から、または、開示されている結果を取得するための方法もしくはプロセスの観点から、適宜表現されている）は、別個に、または、そのような特徴の任意の組み合わせで、その多様な形態で本開示を現実化するために利用されることが可能である。

【符号の説明】

【0133】

１０ 分裂細胞
１４ 力線
１８ａ 第１の電極
１８ｂ 第２の電極
２２ 微小管
２６ 中心小体
３０ 分裂細胞１０の中心
３４ 細胞膜への微小管２２の取り付けのポイント
５０ 電子装置
５４ 発生器
５８ 導電性リード
５８ａ 第１の導電性リード
５８ｂ 第２の導電性リード
６２ａ 第１の端部
６２ｂ 第２の端部
６６ａ 第１の端部
６６ｂ 第２の端部
７０ａ 第１の電場発生パッド
７０ｂ 第２の電場発生パッド
７４ 電場標的
７８ ハイドロゲルファントム
８２ａ～ｎ ハイドロゲルエレメント
８２ａ ハイドロゲルエレメント
８２ｂ ハイドロゲルエレメント
８２ｃ 皮膚ハイドロゲルエレメント
８２ｃ’ 部分的な皮膚ハイドロゲルエレメント
８２ｄ 骨ハイドロゲルエレメント
８２ｄ’ 部分的な骨ハイドロゲルエレメント
８２ｅ 脳ハイドロゲルエレメント
８２ｆ 標的ハイドロゲルエレメント
８２ｇ 第１のハイドロゲルエレメント
８４ 外側表面
８６ 制御ボックス
９０ 温度センサー
１００ ハイドロゲルファントムヘッド
１００’ 部分的なファントムヘッド
１０２ａ～ｎ センサー
１０２ａ 第１のセンサー
１０２ｂ 第２のセンサー
１０４ａ～ｎ センサーリード
１０８ａ～ｎ シミュレートされた静脈
１１２ 非ゲルエレメント
１２０ 外部デバイス
１３０ 流体コンテナ
１３４ 外部壁部
１３６ 外部表面
１４０ 流体溶液
１４２ 可動プローブ
２００ ゲル塗布システム
２００ａ ゲル塗布システム
２０４ アプリケーター
２０４ａ 第１のアプリケーター
２０４ｂ 第２のアプリケーター
２０８ プラットフォーム
２１２ ハウジング
２１６ ノズル
２１６ａ 第１のノズル
２１６ｂ 第２のノズル
２２０ 第１の方向
２２４ 第２の方向
２２８ 第３の方向
２２８ コントローラー
２２９ メモリー
２３０ プロセッサー
２３２ 硬化装置
２３４ ボクセル

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】