チョークされた誘電体装荷先端ダイポールマイクロ波アンテナ
【課題】マイクロ波アンテナアセンブリを提供すること。
【解決手段】マイクロ波アンテナアセンブリであって、内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションはダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの周りに配置された管状の誘電体装荷とを含む、放射セクションとを備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
【解決手段】マイクロ波アンテナアセンブリであって、内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションはダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの周りに配置された管状の誘電体装荷とを含む、放射セクションとを備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（１．技術分野）
本開示は、概して、組織切除手順において用いられるマイクロ波アプリケータに関する。より詳細には、本開示は、液体または固体のいずれかで装荷された先端ダイポールアンテナを有するマイクロ波アプリケータに関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の背景）
特定の疾病の治療は、悪性組織成長（腫瘍）の破壊を必要とする。腫瘍の細胞は、上昇した温度（周囲の健康な細胞に有害な温度よりもわずかに低い温度）で変性することが公知である。それゆえ、公知の治療方法（例えば、温熱療法）は、腫瘍の細胞を、４１℃を超える温度に加熱し、一方で周囲の健康な細胞を低い温度に維持して、回復不能な細胞の損傷を回避する。このような方法は、組織を加熱するために電磁放射を印加することを含み、組織の切除および凝結を含む。特に、マイクロ波エネルギーは、癌性細胞を変性させるか、または殺すために、組織を凝結させ、かつ／または切除するために使用される。
【０００３】
マイクロ波エネルギーは、腫瘍に達するように組織に貫入するマイクロ波切除アンテナを介して印加される。いくつかのタイプのマイクロ波アンテナ（例えば、モノポールおよびダイポール）がある。モノポールおよびダイポールアンテナにおいて、マイクロ波エネルギーは導体の軸から垂直方向に放射される。モノポールアンテナは、単一の細長いマイクロ波導体を含む。ダイポールアンテナは、誘電部分によって分離された内側導体と外側導体とを含む同軸構造を有し得る。さらに詳細に、ダイポールマイクロ波アンテナは、長く薄い内側導体を有し得、該内側導体はアンテナの長手方向軸に沿って延び、外側導体によって囲まれる。特定の変形において、外側導体の一部または複数の部分は、より効果的な外側へのエネルギーの放射を提供するように選択的に除去され得る。このタイプのマイクロ波アンテナ構造は、典型的に、「漏洩導波管」または「漏洩同軸」アンテナと呼ばれる。
【０００４】
従来のマイクロ波アンテナは狭い動作帯域幅（すなわち、最適な動作効率が達成される波長範囲）を有し、結果として、マイクロ波送達システム（例えば、生成器、ケーブルなど）と、マイクロ波アンテナを囲む組織との間の所定のインピーダンス整合を維持することが不可能である。より詳細には、マイクロ波エネルギーが組織に印加されるので、組織が悪くなる（ｃｏｏｋｅｄ）につれ、マイクロ波アンテナのすぐ近くを囲む組織の比誘電率が減少する。この低下は、組織に印加されるマイクロ波エネルギーの波長をアンテナの帯域幅を超えて増加させる。結果として、従来のマイクロ波アンテナの帯域幅と印加されるマイクロ波エネルギーとの間には不整合が存在する。したがって、狭い帯域のマイクロ波アンテナが効果的なエネルギー送達および散逸を妨げるように同調が外され得る（ｄｅｔｕｎｅ）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
本開示の一局面によると、マイクロ波アンテナアセンブリが開示される。アンテナアセンブリは、内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションはダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電装荷とを含む、放射セクションとを含む。
【０００６】
本開示の別の局面によると、マイクロ波アンテナアセンブリが開示される。アンテナアセンブリは、内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、該供給線に結合された放射セクションとを含む。放射セクションは、ダイポールアンテナと誘電媒体とを含み、該誘電媒体は、可変の誘電率値の複数の構成成分の誘電体材料を含み、この誘電率値は放射セクションから放射方向に増加する。
【０００７】
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
マイクロ波アンテナアセンブリであって、
内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、
該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションはダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷とを含む、放射セクションと
を備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目２）
上記管状誘電体装荷は、酸化チタンおよびアルミナからなる群から選択される材料から形成される、上記項目に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目３）
上記管状誘電体装荷の材料は、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積からなる群から選択される方法によって、上記放射セクション上に堆積される、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目４）
上記放射セクションは、近位部分と、遠位部分と、該近位部分と該遠位部分との間の供給点とをさらに含む、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目５）
上記供給点は、誘電体材料を含む、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目６）
上記管状誘電体装荷の誘電率は上記供給点の上記誘電体材料の誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目７）
上記外側導体上に配置された外側絶縁体と、
上記供給線の少なくとも一部に配置されたチョークであって、該外側絶縁体は該チョークの遠位部分を通過して延びる、チョークと
をさらに備えている、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目８）
上記供給点の上記誘電体材料の上記誘電率は、上記外側絶縁体の誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目９）
チャンバを画定するハウジングであって、該チャンバは上記供給線および上記放射セクションを収容するように寸法が合わされ、該チャンバを通して誘電性冷却流体を循環させるように構成されている、ハウジングをさらに備えている、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１０）
上記供給点の上記誘電体材料の上記誘電率は、上記外側絶縁体の誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１１）
上記誘電性冷却流体の誘電率は、上記供給点の上記誘電体材料の上記誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１２）
マイクロ波アンテナアセンブリであって、
内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、
該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションは、ダイポールアンテナと誘電性媒体とを含み、該誘電性媒体は、可変の誘電率値の複数の構成成分の誘電体材料を含む、放射セクションと
を備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１３）
チャンバを画定するハウジングであって、該チャンバは上記供給線と上記放射セクションとを収容するように寸法が合わされ、該チャンバを通して誘電性冷却流体を循環させるように構成されている、ハウジングをさらに備えている、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１４）
上記放射セクションは、近位部分と、遠位部分と、該近位部分と遠位部分との間の供給点とをさらに含む、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１５）
上記誘電性媒体は、
上記外側導体の周りに配置された外側絶縁体と、
上記供給点に配置された誘電スペーサと、
上記ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷であって、該管状誘電体装荷は該外側絶縁体から延び、かつ該誘電スペーサを囲む、管状誘電体装荷と、
上記チャンバを通って循環する誘電冷却材と
を含む、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１６）
上記管状誘電体装荷は、酸化チタンおよびアルミナからなる群から選択される材料から形成される、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１７）
上記管状誘電体装荷の上記材料は、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積からなる群から選択される方法によって、上記放射セクション上に堆積される、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１８）
上記管状誘電体装荷および上記誘電冷却流体のそれぞれの誘電率は、上記供給点の上記誘電体材料の誘電率より高く、該誘電体材料の該誘電率は上記外側絶縁体の誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の上述およびその他の局面、特徴および利点は、添付図面を参酌したときに、以下の詳細な説明からより明らかになる。
【図１】図１は、本開示の一実施形態にしたがう、マイクロ波切除システムの概略図である。
【図２】図２は、本開示にしたがう、マイクロ波アンテナアセンブリの斜視断面図である。
【図３】図３は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【図４】図４は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【図５】図５は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの供給線の遠位部分の側面図である。
【図６】図６は、本開示の一実施形態にしたがう、バランス化されたダイポールアンテナの概略図である。
【図７】図７は、本開示の一実施形態にしたがう、バランス化されていないダイポールアンテナの概略図である。
【図８】図８は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリのバランス化されていないダイポールアンテナの側面図である。
【図９】図９は、図２のマイクロ波アンテナセンブリの遠位端の拡大断面図である。
【図１０】図１０は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの放射セクションの側面図である。
【図１１】図１１は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの先端およびシースの側面図である。
【図１２】図１２は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの供給線の近位端の側面図である。
【図１３】図１３は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの接続ハブおよび近位端の断面図である。
【図１４】図１４は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリのインフローチューブの断面図である。
【図１５】図１５は、本開示の一実施形態にしたがう、マイクロ波アンテナアセンブリの側面図である。
【図１６】図１６は、図１５のマイクロ波アンテナアセンブリの斜視断面図である。
【図１７】図１７は、図１５のマイクロ波アンテナアセンブリの斜視断面図である。
【図１８】図１８は、図１５のマイクロ波アンテナアセンブリの断面の拡大斜視図である。
【図１９】図１９は、本開示の一実施形態にしたがう、マイクロ波切除システムの概略図である。
【図２０】図２０は、本開示にしたがう、マイクロ波アンテナアセンブリの斜視断面図である。
【図２１】図２１は、図２０のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【図２２】図２２は、図２０のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【図２３】図２３は、図２０のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（詳細な説明）
添付の図面を参照しながら以下の本明細書中に本開示の特定の実施形態が記載される。以下の記載においては、本開示を不必要に詳細化して不鮮明にすることを防ぐために、周知の機能または構成は詳細には記載されない。
【００１０】
図１は、マイクロ波切除システム１０を示しており、該マイクロ波切除システム１０は、可撓性の同軸ケーブル１６を介してマイクロ波生成器１４に結合されるマイクロ波アンテナアセンブリ１２を含む。生成器１４は、約５００ＭＨＺ〜約１０，０００ＭＨｚの動作周波数におけるマイクロ波を提供するように構成されている。
【００１１】
アンテナアセンブリ１２は、概して、供給線２０（またはシャフト）によってケーブル１６に接続される放射セクション１８から構成される。より詳細には、アンテナアセンブリ１２は、接続ハブ２２を介してケーブル１６に結合される。接続ハブ２２は、アウトレット流体ポート３０とインレット流体ポート３２とを含み、これらは、シース３８に流体連通される。シース３８は、冷却流体がポート３０および３２から供給され、アンテナアセンブリ１２の周りで循環されることを可能にするために、放射セクション１８と供給線２０を包囲している。ポート３０および３２はまた、供給ポンプ３４に結合され、ひいては、供給タンク３６に結合される。供給タンク３６は、冷却流体を格納し、その流体を所定の温度に維持する。一実施形態において、供給タンク３６は、冷却ユニットを含み、該冷却ユニットは、アンテナアセンブリ１２から戻ってくる液体を冷却する。別の実施形態において、冷却流体は、ガスおよび／または流体とガスとの混合物であり得る。
【００１２】
アセンブリ１２はまた、先端４８を含み、該先端４８は、先細の端部２４を有し、該先細の端部２４は、一実施形態においては、放射セクション１８の遠位端において最小の抵抗を伴って組織内への挿入を可能にするために、点端部２６において終端する。放射セクション１８が予め存在する開口部内に挿入される場合、先端４８は丸みがついたものだったり、または、平坦なものだったりしてもよい。
【００１３】
図２は、バランス化されていないダイポールアンテナ４０を有するアンテナアセンブリ１２の放射セクション１８を示している。ダイポールアンテナ４０は、供給線２０に結合され、該供給線内側絶縁体５２によって包囲された内側導体５０（例えば、ワイヤ）を含み、そしてこれは、外側導体５６（例えば、円筒形の導電性シース）によって包囲されている。内側導体および外側導体は、銅、金、ステンレス鋼または同様の導電率を有するその他の導電性の金属から構成されたものであり得る。金属は、それらの特性を向上させる（例えば、導電性を向上させる、または、エネルギー損失を低減させる等）ために、その他の材料（例えば、その他の導電性の材料）によってメッキされ得る。一実施形態において、供給線２０は、定格５０オームの外径０．０４７”ワイヤを有する同軸の半剛性（ｓｅｍｉ−ｒｉｇｉｄ）または可撓性のケーブルから形成され得る。
【００１４】
ダイポールアンテナ４０は、供給点４６において誘電体スペーサによって相互接続された近位部分４２と遠位部分４４とを含む。遠位部分４４と近位部分４２とは、異なった不均一な長さであり、その結果、ダイポールアンテナ４０はバランス化されない。一実施形態において、図７に示されているように、遠位部分４４は、近位部分４２よりも長くあり得る。図４に最も良く示されているように、近位部分４２は、内側導体５０と内側絶縁体５２とから形成され、内側導体５０と内側絶縁体５２とは、外側導体５６の外側に延在する。図５に示されているように、供給線２０が同軸ケーブルから形成される一実施形態において、外側導体５６と内側導体５２とは、内側導体５０を露出させるために内側導体５０に対してリリーブ（ｒｅｌｉｅｖｅ）され得る。
【００１５】
遠位部分４４は、導電性部材４５を含み、該導電性部材４５は、任意のタイプの導電性の材料、例えば金属（例えば、銅、ステンレス鋼、スズおよびそれらの様々な合金）から形成され得る。遠位部分４４は、中実構造を有し得、中実ワイヤ（例えば、１０ＡＷＧ）から形成され得る。別の実施形態において、遠位部分４４は、同軸ケーブルの外側導体の中空スリーブまたは別の円筒形導体から形成され得る。そして円筒形導体は、円筒を中実の軸にするために半田で満たされる。より詳細には、半田は、円筒形導体内の半田を液化するのに十分な温度（例えば、５００°Ｆ）まで加熱され得、それにより、中実のシャフトを形成し得る。
【００１６】
別の実施形態において、遠位部分４４はまた、中実ワイヤから形成されるか、または、円筒形導体が半田で満たされ得る。図４に示されているように、遠位部分４４は、その後、内側導体５０に結合される。これは、遠位部分４４を内側導体５０の遠位端に半田付けすることによって、例えば、遠位部分４４の半田を溶解し、かつ、その中に内側導体５０を挿入することによって遂行され得る。
【００１７】
一部の実施形態において、バランス化されていないダイポールアンテナ４０は、切除中に比較的良好なインピーダンスを提供する。切除中の組織の特性における変動は、マイクロ波切除アンテナの実部分のインピーダンス整合を複雑化する。結果として生じる動的な電流と電圧との関係が原因で、切除の途中でダイポール上の所与の位置は実インピーダンスにおいて変動する。図６は、等しい長さの２つの部分を有する半波ダイポールアンテナを用いた実部分のインピーダンス整合における困難性を示しており、ダイポールの中心においては、電圧が最小化され、電流が最大化される。しかしながら、実部分のインピーダンスは、近位部分４２において最小化され、遠位部分４４において最大化される。対照的に、本開示のバランス化されていないダイポールアンテナ４０は、供給点の実部分のインピーダンスとケーブル１６のインピーダンスとの間の差の切除時間にわたる統合性を最小化する。図７に示されているように、バランス化されていない半波ダイポールは、近位部分４２と遠位部分４４との間のギャップをダイポールアンテナ４０の中心から離して配置することにより、実部分のインピーダンスに対する初期のインピーダンスの比較的良好な整合を提供する。一実施形態において、遠位部分４０の長さは、アセンブリ１２のリターン損失を最小化するために約２０ｍｍである。
【００１８】
図８は、近位部分４２に対して取り付けられる遠位部分４４を示している。遠位部分４４は、近位部分４２の内側導体５０に対して半田付けされることにより、それらの間に電気機械的な接触を確立し得る。一実施形態において、遠位部分４４が半田材料によって満たされた中空の円筒形導体から形成される場合、遠位部分４４は、遠位部分４４の半田を液化し、かつ、内側導体５０の遠位端をその中に挿入することにより、近位部分４２に取り付けられ得る。内側導体５０の遠位端部分は、ダイポールの供給ギャップ「Ｇ」が供給点４６において近位点４２と遠位点４４との間に存在し続けるように、遠位端部分４４に挿入される。ギャップ「Ｇ」は、約１ｍｍ〜約３ｍｍであり得る。アンテナのダイポールの供給ギャップ「Ｇ」は、第１の構造であり、自由空間への転送の際に同軸フィールドモードに入る。したがって、ギャップはリターン損失において、または、システムとアンテナとのインピーダンス整合において重要な役目を演じる。一実施形態において、ギャップ「Ｇ」は、その後、誘電体材料によって満たされ、供給点４６において、誘電体スペーサを形成する。別の実施形態において、内側導体５２は、供給点４６内へと延在する。誘電体材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、例えばＴｅｆｌｏｎ（登録商標）（販売元ＤｕＰｏｎｔ、Ｗｉｌｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）等、であり得る。別の実施形態において、図４に示されているように、ギャップ「Ｇ」は、以下により詳細に議論されるように、誘電体シールコーティングによってコーティングされ得る。
【００１９】
図２および９に示されているように、遠位部分４４は先端４８に結合され、これは、組織を貫通するのに適切な様々な耐熱性の材料、例えば金属（例：ステンレス鋼）および様々な熱可塑性の材料（例：ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂、その例はＵｌｔｅｍ（登録商標）、販売元Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．、Ｆａｉｒｆｉｅｌｄ、ＣＴ等）から形成され得る。先端４８は、所望の形状を獲得するために、様々なストックロッドから機械加工され得る。先端４８は、様々な接着剤、例えばエポキシシール４９を用いることにより、遠位部分４４に取り付けられ得る。先端４８が金属の場合、先端４８は遠位部分４４に半田付けされ得る。
【００２０】
図１１は、先端４８の様々な形状および形式を示しており、すなわち、ステンレス鋼の先端４８ａと誘電体の先端４８ｂとを示している。両方の先端４８ａおよび４８ｂは、挿入基部５１を含んでおり、該挿入基部５１は、シース３８の中への挿入を容易にすることを可能にするために、先端４８ａおよび４９の直径よりも小さな外径を有している。この構成はまた、以下により詳細に議論されるように、先端４８とシース３８との間に比較的良好なシールを提供する。
【００２１】
図２および３を参照すると、アンテナアセンブリ１２はまた、チョーク６０を含んでいる。チョーク６０は、供給線２０の周りに配置され、内側誘電体層６２と外側導体層６４とを含んでいる。一実施形態において、チョーク６０は、近位に配置される１／４波長の短絡されたチョークである。チョーク６０は、誘電体層によって離間された供給線２０の外側導体５６の周りで外側導体層６４を用いることによって短絡された１／４波長のチョークとしてインプリメントされる。チョーク６０は、半田付けまたはその他の手段によってチョーク６０の近位端において供給線２０の外側導体５６に短絡される。一実施形態において、誘電体層３２は、フルオロポリマー、例えば、テトラフルオロエチレン、臭化フルオロプロピレン等から形成され、約０．００５インチの厚さを有する。外側導体層３４は、例えば高導電性材料（例：銅）等の、いわゆる「完全導体（ｐｅｒｆｅｃｔ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）」材料から形成され得る。
【００２２】
実施形態において、チョーク６０は、１／４波長の短絡されたチョーク、半波長の開チョーク、反転された１／４波長の短絡されたチョーク、または、ギャップキャンセルチョークであり得る。チョーク６０は、生成器１４からのマイクロ波エネルギーをアセンブリ１２の放射セクション２０に閉じ込め、それにより、供給線２０の沿ったマイクロ波エネルギー堆積ゾーンの長さを制限する。チョーク２８は、供給線２０の外に導かれるマイクロ波エネルギーに対して高インピーダンスを提供し、それにより、アンテナの端部へのエネルギーの堆積を制限する。
【００２３】
短絡された１／４波長のチョークは、アンテナアセンブリ１２上の近位部分４２の高インピーダンス部分に配置され、アンテナ電流をアセンブリ１２の放射セクション１８に閉じ込め、略球体状の電力散逸ゾーンに起因し、長さを低減し、切除の断面直径を最大化する。
【００２４】
誘電体層６２の誘電体は、図１０に示されているように、チョーク導体層６４を越えてアセンブリ１２の遠位端に向けて延在する。一実施形態において、誘電体層６２は、約６ｍｍだけチョーク導体層６４を越えて延在し得る。この延在する誘電体は、ダイポールの近位部分４２とチョーク導体層６４の外面との間に容量を配置し、それにより、電流がチョーク導体層６４にジャンプすることをブロックすることによって、チョーク６０の性能を向上させる。誘電体によって形成される容量は、その入口付近で近位部分４２からチョーク６０の外面へとジャンプし得、チョーク構造を完全に無効化し得るマイクロ波電流に対するインピーダンスバリアである。代わりに、これらの電流は、延在された誘電体によって１／４波長のチョーク６０に向けられ、その有効性を向上させる。
【００２５】
以上に議論されたように、組織の乾燥に起因する波長の増加は、近位部分４２上の高インピーダンス点をアセンブリ１２に沿って近位に移動させる。有効なチョークは、この可変点において高インピーダンスを呈する。延在する誘電体は、可変位置のチョークとして有効に機能し、この点がシフトする範囲をカバーし、近位部分４２の高インピーダンス点が延在する誘電体の境界内にとどまるようにできるだけ長く、チョークの有効性を維持する。誘電体層６２は、チョーク導体層６４と供給点４６との間の任意の長さに延在し得る。
【００２６】
一実施形態において、誘電体層６２は、誘電体収縮材料（例えば、５／６４”の薄いＰＴＦＥの収縮ラップ）を外側導体５６に適用することによって形成される。収縮ラップ材料が外側導体５６の周りに配置されると、この材料を溶解して外側導体５６の周りにセットするために、この材料は加熱される。この加熱は、約７５０°Ｆの熱風流を提供し得る熱風ブロアーによって遂行され得る。ＰＴＦＥ収縮ラップの複数の層が適用され得、連続して所望の厚さの誘電体層６２を形成するために加熱され得る。一実施形態においては、３つ以上のＰＴＦＥ収縮ラップの層が適用される。収縮材料はまた、チョーク導体層６４を包囲するために、チョーク導体層６４の上に適用され得る。
【００２７】
図３および１０に示されているように、導体層６４は、１つ以上の導電性の金属ホイル（例えば銅）を誘電体層６２上に適用することにより形成され得る。ホイルは、図１２に示されているように、誘電体層６２の近位端を越えて延在し得る。ホイルは、様々なタイプの接着剤（例えば、紫外線活性のり、エポキシ等）を用いることにより、誘電体層６２に取り付けられ得る。一実施形態において、誘電体層６２を越えて延在するホイルの近位部分は、図１２に示されているように、いわゆる「ワイヤラップ（ｗｉｒｅ−ｗｒａｐ）」技術を用いることにより、供給線２０に取り付けられ得、ホイルおよび供給線２０に対する良好な電気的接続を提供し得る。ワイヤは、ホイルが誘電体層６２を越えてテーパを開始する点において銅のホイルの周りに巻き付けられる。ワイヤが巻き付けられた後に、ワイヤを固定し、ワイヤの巻き付けがほどけることを防ぐために、ワイヤはラップの長さに沿って自身に半田付けされる。別の実施形態において、ホイルを供給線２０に固定するために、その他の方法が用いられ得、例えば、中空の円筒が誘電体層６２を越えて余分なホイルのネック部分の周りに配置され得る。さらなる実施形態においては、ホイルは、ホイルの近位端を供給線２０に固定する必要性を排除するために、誘電体層６２と実質的に同じ長さであり得る。
【００２８】
アセンブリ１２はまた、図１３により詳細に示されているように、接続ハブ２２を含む。接続ハブ２２は、ケーブルコネクタ７９と流体ポート３０および３２を含む。接続ハブ２２は、３枝ルアータイプのコネクタ７２を含み得、該３枝ルアータイプのコネクタ７２では、中央のフィンガ７４が、ケーブルコネクタ７０を収容するために用いられ、左のフィンガ７６と右のフィンガ７８とはそれぞれ、アウトレット流体ポート３０とインレット流体ポート３２とを収容するためのものである。接続ハブ２２はまた、中央のフィンガ７４の遠位端に配置された基部８１を含む。
【００２９】
アセンブリ１２はまた、図１、１３および１４に示されるようなアクティブ冷却システムを含んでいる。より詳細には、アセンブリ１２は、供給線２０と、先端４８から基部８１までの放射セクション１８とを包囲するシース３８を含んでいる。冷却液は、ポンプ３４によって供給され、放射セクション１８と、供給線２０と、シース３８との間に空間で循環される。放射セクション１８と供給線２０とは冷却流体と直接的に接触するので、アセンブリ１２のこれらのコンポーネントは、流体の進入または退出を防ぐようにシールされる。これは、従来の射出成形およびスクリュー押し出し技術を用いて、任意のタイプの溶解処理可能（ｍｅｌｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｂｌｅ）ポリマーを適用することによって、遂行され得る。図１に示されているように、一実施形態において、フッ化エチレンポリピレン（ＦＥＰ）収縮ラップのスリーブ６３が、アセンブリ１２の全体、すなわち、供給線２０と放射セクション１８とに適用され得る。そして、スリーブ６３は、チョーク６０と、供給線２０と、放射セクション１８とをシールするために加熱される。結果としてできるＦＥＰシールは、冷却流体がアセンブリ１２に進入することを防ぐ。スリーブは、外側導体層６４に適用した後に適用され得る。加えて、ＦＥＰはまた、内側導体５０と内側絶縁体５２とが外側導体５６を越えて延在する点に適用され得、それにより、図４に示されているように、空隙５３を形成し得る。
【００３０】
シース３８は、例えばポリイミドおよびその他のタイプのポリマーから製造されたカテーテル等の、任意のタイプの剛性のチューブであり得る。シース３８は、最初に先端４８をシース３８の遠位端に固定し、その後、シースと先端アセンブリとの組み合わせをアセンブリ１２に挿入することにより組み立てられ得る。シース３８はまた、接続ハブ２２の基部８１と先端４８とに固定され、それにより、シース３８は、接続ハブ２２と流体連通し、基部８１と先端４８との間にチャンバ８９を画定する。
【００３１】
インフローチューブ８６は、１つ以上のチューブ８６ａおよび８６ｂを含み得る。インフローチューブ８６ａおよび８６ｂは、供給線２０とシース３８との間でチャンバ８９（図４および９)の内部に適合するのに十分な外径を有する任意のタイプの可撓性のチューブであり得る。インフローチューブ８６ａおよび８６ｂは、アウトレット流体ポート３０を介して挿入される。より詳細には、図１４に示されているように、インフローチューブ８６ａは、遠位部分４４の遠位端付近まで挿入され、インフローチューブ８６ｂは、供給点４６付近まで挿入される。その後、インフローチューブ８６ｂは、（例えば、エポキシ、のり等を用いて）放射セクション１８に固定される。インフローチューブ８６ａおよび８６ｂは、この構成においては、シース３８を介する最適な冷却液の流れを提供するように配置される。インフローチューブ８６ａからの流体の流れは、先端４８へと排出され、近位方向に反映される。インフローチューブ８６ｂからの流体の流れは、放射セクション１８に沿った冷却液を提供する。動作中、ポンプ３４は、インフローチューブ８６ａおよび８６ｂを介してアセンブリ１２に流体を提供し、それにより、接続ハブ２２を含むアセンブリ１２の全体を介する冷却液の循環を提供する。流体はその後、アウトレット流体ポート３２を介して、中央フィンガ７４と左フィンガ７６とから取り出される。
【００３２】
上述の冷却システムは、アンテナアセンブリ１２の全長を介する誘電体（例えば、食塩水、脱イオン化された水、等）の冷却流体の循環を提供する。誘電体の冷却流体は、アセンブリ１２によって生成された熱を除去する。加えて、誘電体の冷却流体は、アセンブリ１２に対するバッファとして機能し、組織の誘電体特性に起因して、アセンブリ１２の近接誘電場（ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）特性が変化することを防ぐ。マイクロ波エネルギーが切除中に適用されるので、放射セクション１８の周りの組織の乾燥は、予想外のファクター（例えば、約１０)による組織の複素誘電率におけるドロップにつながる。比誘電率（ｅｒ’）のドロップは、組織内のマイクロ波エネルギーの波長を増加させ、これは、バランス化されていないマイクロ波アンテナアセンブリのインピーダンスに対して劇的な影響を与え、それにより、システムのインピーダンス（例えば、ケーブル１６と生成器１４とのインピーダンス)からのアンテナアセンブリの不整合をもたらす。波長における増加はまた、断面の直径よりもアセンブリ１２に沿った長さにおいて遥かに長い電力散逸ゾーンをもたらす。組織の導電率（ｅｒ”）もまた、アセンブリ１２のインピーダンスの実部分に影響を与える。本開示にしたがう流体の誘電体のバッファはまた、送達されるエネルギーの波長における増加と、近接誘電場の導電性におけるドロップとを緩和させ、それにより、アセンブリ１２のインピーダンスにおける変化を低減し、より一貫したアンテナとシステムとの間のインピーダンス整合と球体の電力散逸ゾーンの散逸組織挙動とを可能にする。
【００３３】
波長の変動のバッファリングはまた、より効果的なチョークネットワークを可能にする。チョークは、近位部分４２上で、低電流点に配置されるか、または、高インピーダンス点に配置される。チョークされた湿潤した先端における波長バッファリングにより、ダイポール放射セクション上の半波電流パターンが維持され、高インピーダンス点の位置の変動を低下させ、それにより、より効率的なチョークネットワークを可能にする。また、ケーブルのコーティングおよび誘電体のバッファリングは、ターゲットが決められた、効率的な組織へのエネルギーの送達を可能にし、近球体切除ゾーンと高速切除時間を可能にする。食塩水または脱イオン化水が、アセンブリ１２と共に用いられ得る。
【００３４】
図１５〜１８は、マイクロ波アンテナアセンブリ１１２の別の実施形態を示しており、放射セクション１１８と供給線１２０とを有し、これは、アセンブリ１１２をケーブル１６に結合している。より詳細には、アンテナアセンブリ１１２は、アウトレット流体ポート１３０とインレット流体ポート１３２とを有する接続ハブ１２２を介してケーブル１６に結合される。
【００３５】
図１６および１７は、アンテナアセンブリ１１２の放射セクション１１８を示しており、該アンテナアセンブリ１１２は、シース３８が金属の導管（例えば、冷却液ジャケット２００)と固体の誘電体ローディング１９０とによって置き換えられた、バランス化されていないダイポールアンテナ１４０を有している。ダイポールアンテナ１４０は、供給線１２０に結合され、これは、アンテナアセンブリ１１２を生成器１１４に電気的に接続する。図１８に示されているように、供給線２０と同様に、供給線１２０は、内側絶縁体１５２によって包囲された内側導体１５０（例えばワイヤ)を含んでおり、内側絶縁体１５２は、外側導体１５６（例えば、円筒形の導電体シース)によって包囲されている。
【００３６】
ダイポールアンテナ１４０は、近位部分１４２と遠位部分１４４とを含んでおり、これらは、誘電体スペーサによって、供給点１４６において相互接続されている。遠位部分１４４は、導体部材１４５を含んでいる。遠位部分１４４と近位部分１４２とは、異なった不均一の長さであり、その結果、ダイポールアンテナ４０はバランス化されていない。近位部分１４２は、内側導体１５０と内側絶縁体１５２とから形成され、これらは、外側導体１５６の外側に延在している。一実施形態において、図１８に示されているように、供給線１２０は同軸ケーブルから形成され、外側導体１５６と内側絶縁体１５２とは、内側導体１５０を明らかにするためにスライスオフされている。
【００３７】
遠位部分１４４は、任意のタイプの導電性材料、例えば、金属（例：銅、ステンレス鋼、スズおよびそれらの様々な合金）から形成され得る。部分１４４は、中実構造を有し得、固体ワイヤ（例えば、１０ＡＷＧ）から形成され得るか、または、円筒形の導体は、アセンブリ１２の部分４４と同様に半田によって満たされる。近位部分１４４は、その後、内側導体１５０に結合される。
【００３８】
図１６−１８を参照して、アンテナアセンブリ１１２は、また、チョーク１６０を含む。チョーク１６０は、供給線１２０の周囲に配置され、内側誘電層１６２および外側伝導層１６４を含む。一実施形態において、チョーク１６０は、近位に配置された１／４波短縮されたチョークであり、半田付けまたは他の手段によって、チョーク１６０の近位端において、供給線１２０の外側導体１５６まで短縮される。誘電体層１６２の誘電体は、チョーク導体層１６４を越えてアセンブリ１１２の遠位端に向けて延びる。
【００３９】
アセンブリ１１２は、また、図１５に示されるように接続ハブ１２２を含む。接続ハブ１２２は、ケーブルコネクタ１７９と、流体ポート１３０および１３２とを含む。接続ハブ１２２は、３枝ルアータイプコネクタ１７２を有し得、真ん中のフィンガ１７４は、ケーブルコネクタ１７９を収容するために使用され、左右のフィンガ１７６および１７８は、それぞれアウトレット流体ポートおよびインレット流体ポート１３０および１３２を収容するために使用される。ケーブルコネクタ１７９は、内側導体１５２および外側導体１５６に結合され、これらは供給線１２０の近位端において外側導体１５６の外側に延びる。接続ハブ１２２は、また、真ん中のフィンガ１７４の遠位端に配置された基部１８１を含む。一実施形態において、アセンブリ１１２は、右のフィンガ１７８を通して送られる１つ以上の管１８６を含む。
【００４０】
アセンブリ１１２は、アセンブリ１１２の液体誘電体材料の代わりに、ダイポールアンテナ１４０上に配置された固体誘電体材料装荷１９０を含む。固体誘電体材料１９０は、チョーク導体層１６４の終端の点から延びる。より詳細には、アセンブリ１１２は、チョーク導体層１６４の遠位端上に流体シール１９２を含む。一実施形態において、装荷１９０は、グルーおよび他の手段を介してシール１９２に取り付けられ得る。
【００４１】
装荷１９０は、アンテナ１４０上への挿入に適した中央空洞１９８を有する円筒形状であり得る。装荷１９０は、また、ポイント付き先端１９６を有する先細端１９４を有し得、それにより、先端４８の必要性を避ける。装荷１９０は、また、空洞１９８内でアンテナ１４０の遠位端（例えば、アンテナ１４０の遠位部分）に取り付けられ得る。空洞１９８は、その断面形状に依存して、アンテナ１４０上に適合するように適した実質的に円筒形の形状を有し得る。加えて、空洞１９８は、近位部分１９７と遠位部分１９９とを含み、近位部分１９７はチョーク誘電層１６２に適応させるように遠位部分１９９よりも大きな内径を有する。チョーク層１６２は、チョーク伝導層１６４と供給点１４６との間の任意の長さまで拡張され得る。拡張したチョーク層１６２を適応させるために、近位部分１９７の奥行きは、適宜変わる。
【００４２】
装荷１９０は、供給線１２０の厚さに実質的に等しい外径と、ダイポールアンテナ１４０の直径に実質的に等しい内径とを有する。装荷１９０が、ダイポールアンテナ１４０上に配置され、冷却流体がこの例においては装荷と接触するように構成されないので、アンテナ１４０は、アンテナの構成要素をシールする誘電性収縮包装ではコーティングされない。
【００４３】
一実施形態において、装荷１９０の誘電体材料は、約２．５〜１５０の比誘電率を有し得、セラミック材料（例えば、アルミナセラミック）またはプラスチック材料（例えば、ポリアミドプラスチック（例えば、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌａｗａｒｅのＤｕＰｏｎｔから入手可能なＶＥＳＰＥＬ（登録商標）））から作製され得る。装荷１９０は、放射セクション１１８と組織との間の誘電性バッファとして作用し、その結果、切除中に組織の電気特性が変化する場合に、アンテナアセンブリ１１２は、切除の間中、半波長共鳴し、エネルギー送達システム（例えば、生成器１４、ケーブル１６など）とインピーダンス整合したままである。
【００４４】
アンテナアセンブリ１１２は、また、基部１８１とシール１９２との間に配置された冷却ジャケット２００を含む。冷却ジャケット２００は、ステンレス鋼または他の適切な医療用グレードの金属から形成され得る。冷却ジャケット２００は、チョーク導体層１６４と冷却ジャケット２００との間に近位チャンバ２０１を画定し、該近位チャンバ２０１内に、誘電冷却流体が接続ハブ１２２を通って供給される。より詳細には、インフローチューブ８６ａおよび８６ｂに類似する１つ以上のインフローチューブ１８６は、チャンバ２０１内に拡張し得、冷却ジャケット２００を介して誘電冷却流体を循環させる。シール１９２は、冷却ジャケット２００と、冷却ジャケット２００の遠位端のチョーク導体層１６４との間に配置される。シール１９２は、チャンバ２０１を装荷１９０からシールするために適した、任意のタイプの誘電体材料（例えば、エラストマー）および／または導電性材料から形成され得る。
【００４５】
図１９−２３は、５００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚで動作するように適合されたマイクロ波アンテナアセンブリ２１２の実施形態を示す。マイクロ波アンテナアセンブリ２１２は、ハイブリッド設計、すなわち、チョーク付き液体冷却システムを固体の誘電体装荷と組み合わせた設計を有する。マイクロ波アンテナアセンブリ２１２は、誘電体で満たされた供給ギャップを有するバランス化されたダイポール放射セクションまたはバランス化されていないダイポール放射セクション２１８を有する。マイクロ波アンテナアセンブリ２１２は、また、インピーダンス整合および増加した軸強度を提供するダイポールアンテナ２４０を囲む誘電体装荷を含み得る。マイクロ波アンテナアセンブリ２１２全体は、また、導電性部分と非導電性部分とを含むハイブリッドハウジング２７０に囲まれる。ハウジングは、アンテナアセンブリ２１２の周りにチャンバ２７５を提供し、冷却流体がチャンバを通って流れることを可能にする。流体は、また、良好なインピーダンス整合を可能にする誘電体バッファとして作用し得る。
【００４６】
マイクロ波アンテナアセンブリ２１２は、放射セクション２１８と供給線２２０とを含み、供給線２２０は、アセンブリ２１２をケーブル１６に結合する。より詳細には、アンテナアセンブリ２１２は、接続ハブ２２２を介してケーブル１６に結合され、接続ハブ２２２は、アウトレット流体ポート２３０と、インレット流体ポート２３２と、ケーブルコネクタ２７９とを含む。接続ハブ２２２は、３枝ルアータイプコネクタ２７２を含み、真ん中のブランチ２７４は、ケーブルコネクタ２７９を収容するために使用され、左右のフィンガ２７６および２７８は、それぞれ、アウトレットフィンガ部およびインレットフィンガ部２３０および２３２を収容するために使用される。ケーブルコネクタ２７９は、供給線２２０に結合される。一実施形態において、アセンブリ２１２は、右のフィンガ２７８を通って供給される１つ以上のインフローチューブ２８６と、左のフィンガ２７６を通って供給されるアウトフローチューブ２８８とを含む。
【００４７】
図２０−２３は、ダイポールアンテナ２４０を有するアンテナアセンブリ２１２の放射セクション２１８を示す。ダイポールアンテナ２４０は供給線２２０に結合され、供給線２２０は、アンテナアセンブリ２１２を生成器１４に電気的に接続する。図２２に示されるように、供給線２２０は、内側絶縁体２５２によって囲まれた内側導体２５０（例えば、ワイヤ）を含む。供給線２２０は、また、同軸構成で、内側絶縁体２５２の周囲に配置された外側導体２５６（例えば、円筒形の導体シース）を含む。外側導体２５６は、また、外側絶縁体２５８内に囲まれる。
【００４８】
特に図２２および２３を参照すると、ダイポールアンテナ２４０は、近位部分２４２と遠位部分２４４とを含む。より詳細には、さらされた外側導体２５６は、近位部分２４２の第２の極として作用し、内側導体２５０のさらされた部分は、遠位部分２４４の第２の極として作用する。遠位部分２４４は、また、導電性部材２４５を含み、導電性部材２４５は、内側導体２５０に取り付けられた中実の導電性シャフトであり得る。別の実施形態において、導電性部材２４５は、円筒形の導体であり得、この導体は円筒を中実のシャフトに変えるように半田で充填され、それにより導電性部材２４５を内側導体２５０に取り付ける。
【００４９】
アンテナアセンブリ２１２は、導電性部材２４５の遠位端に結合された先端２４８を含む。先端２４８は、先細の端部を含み、該先細の端部は、一実施形態において、点端部（図２１）において終端し、放射セクション２１８の遠位端において最小抵抗で組織への挿入を可能にする。放射セクション２１８が既存の開口部に挿入されるような場合には、先端２４８は、丸められるかまたは平坦であり得る（図２０）。先端２４８は、組織に貫入するのに適した種々の熱抵抗材料（例えば、金属（例えば、ステンレス鋼））および様々な熱可塑性材料（例えば、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、ポリアミド熱可塑性樹脂（例として、Ｆａｉｒｆｉｅｌｄ、ＣＴのＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．から入手可能なＵｌｔｅｍ（登録商標））から形成され得る。先端２４８は、所望の形状を得るために、様々なストックロッドから機械加工され得る。先端２４８は、様々な接着剤（例えば、エポキシ）を用いて導電性部材２４５に取り付けられ得る。先端２４８が金属である場合、先端２４８は導電性部材２４５に半田付けされ得る。
【００５０】
ダイポールアンテナ２４０は、バランス化された構成またはバランス化されていない構成のいずれかを有し得る。バランス化された構成において、近位部分および遠位部分２４２および２４４（例えば、第１および第２の極）は等しい放射長である。バランス化されていない構成において、近位部分およびダイポール部分２４２および２４４は異なる等しくない長さである。近位部分および遠位部分２４２および２４４は、供給点２４６において相互接続され、供給点２４６は誘電体スペーサ２４７または空気（例えば、充填されないまま）で充填され得る。誘電体スペーサ２４７は、約１〜約１００の誘電率値を有する様々な誘電体材料から作製され得、インピーダンス整合を補助する。誘電体スペーサ２４７は、近位部分および遠位部分２４２および２４４のフランジ内に重なる（ｎｅｓｔ）ように設計され得る。別の実施形態において、誘電体スペーサ２４７は、供給点２４６を包み込むオーバーモールドされた設計であり得、それにより冷却バリアとして作用し、アンテナアセンブリ２１２に付加的な構造上の強度を提供する。
【００５１】
図２０、２１および２３を参照すると、アンテナアセンブリ２１２は、また、チョーク２６０を含む。チョーク２６０は、導電性材料から形成された管状構造を有し、供給線２２０の周囲に配置される。一実施形態において、チョーク２６０は、接続２６５において半田結合またはほかの方法によって、チョーク２６０の近位端において供給線２２０の外側導体２５６に短絡された近位配置された１／４波チョークである（図２０）。
【００５２】
チョーク２６０は、外側絶縁体２５８の上に配置され、外側絶縁体２５８はチョーク２６０を越えて、アセンブリ２１２の遠位端に向けて延びる。図２１において示されるように、外側絶縁体２５８は、外側絶縁体の遠位端を部分的に覆い、その結果、チョーク２６０の遠位端を越えて延びる外側導体２５８の一部は、外側絶縁体２５８によって覆われる一方で残りの部分はさらされる。拡張した外側絶縁体２５８は、近位部分２４２を通過する電流のブロッキングキャパシタンスを提供し、その結果、電流はチョーク２６０を越えてジャンプしない。実際には、拡張した外側絶縁体２５８は、チョーク２６０が、アンテナアセンブリ２１２上でチョーク２６０の位置を実際に物理的に変えることをしない可変位置チョークとして作用することを可能にする。
【００５３】
チョーク２６０は、また、ダイポールアンテナ２４０の近位部分２４２の高インピーダンス点に位置するエントランス（例えば、チョーク２６０の開放性の遠位端）を含む。この構成は、マイクロ波電流を放射セクション２１８に制限して、ほぼ球形の切除ボリュームの生成を可能にする。
【００５４】
図２１−２３に示されるように、アンテナアセンブリ２１２は、また、ダイポールアンテナ２４０の少なくとも一部の周囲に、すなわち、外側導体２５６および導電性部材２４５のさらされた部分の周囲に配置された管状の誘電体装荷２９０を含む。特に、誘電体装荷２９０は、供給点２４６を覆い、先端２４８まで延びる。誘電体装荷２９０は、管状構造を有し得、種々の誘電体材料（例えば、セラミック（例えば、酸化チタン、アルミナなど）またはプラスチック材料（例えば、ポリアミドプラスチック、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌａｗａｒｅのＤｕＰｏｎｔから入手可能なＶＥＳＰＥＬ（登録商標）））から形成され得る。誘電体装荷２９０は、アンテナ２４０の周囲に適合するように適した円筒形を形成するように機械加工され得るか、または種々の方法（例えば、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積など）を介して管状のコーティングを形成するようにアンテナ２４０の所望の部分に直接適用され得る。
【００５５】
図２０を参照すると、アンテナアセンブリ２１２は、ダイポールアンテナ２４０および供給線２２０を囲む管状ハウジング２７０を含む。管状ハウジング２７０は、非導電性−導電性ハイブリッド設計を有し得、遠位ハウジング部２７２および近位ハウジング部２７４を含み得る。近位ハウジング部２７２は、導電性材料または非導電性材料のいずれかから形成され得、アンテナアセンブリ２１２に構造上の支持を提供する。非導電性−導電性ハイブリッド設計は、導電性材料から形成された近位ハウジング部２７２と、非導電性材料から形成された遠位ハウジング部２７４とを含む。近位ハウジング部２７２の導電性材料は、ステンレス鋼またはほかの適切な医療用グレード金属であり得る。一実施形態において、近位ハウジング部２７２は、ステンレス鋼のハイポチューブから形成され得、アンテナアセンブリ２１２の近位部分に構造上の支持を提供する。近位ハウジング部２７２は、また、（例えば、ダイポールアンテナ２４０によって放射された）任意のマイクロ波エネルギーがアンテナアセンブリ２１２から移動することを妨げる。
【００５６】
遠位ハウジング部２７４は、誘電体材料（例えば、ポリイミド）から形成され得、組織を照射するためにマイクロ波エネルギーの伝送を容易にする。一実施形態において、遠位ハウジング部２７４は、近位ハウジング部２７２と同様の半径の剛性の非導電性円筒形（例えば、硬化プラスチックチューブ）であり得る。別の実施形態において、遠位ハウジング部２７４は、より大きな直径を有し得、その結果、近位ハウジング部２７２は遠位ハウジング部２７４内に適合する。より詳細には、近位ハウジング部２７２および遠位ハウジング部２７４は、放射状にまたは同心状に重ねられ得、その結果、遠位ハウジング部２７４は、アンテナアセンブリ２１２の全長に延び（ｒｕｎ）、近位ハウジング部２７２を囲む。
【００５７】
別の実施形態において、近位ハウジング部２７２および遠位ハウジング部２７４は、図２０に示されるように、近位ハウジング部２７２の切頭において結合され得る。このことは、圧縮フィッティング、ねじ切り嵌合、エポキシ接着、溶接およびほかの適切な方法によって達成され得る。先端２４８は、また、圧縮フィッティング、ねじ切り嵌合、エポキシ接着、溶接およびほかの適切な方法によって遠位ハウジング部２７４に結合され得る。アンテナアセンブリ２１２の構成要素を圧縮フィッティングおよび／または溶接することは、温度処理能力の増加を可能にし、アンテナアセンブリ２１２の製造能力を容易にする。
【００５８】
ハウジング２７０は、供給線２２０および放射セクション２１８の周囲にチャンバ２７５を画定する。チャンバ２７５は、アンテナアセンブリ２１２の全長に沿って、チャンバ２７５を通して冷却流体を循環させるように適合されている。冷却流体は、ハブ２２２を通って供給される水または食塩水などの誘電体であり得る。一実施形態において、冷却流体は、アンテナアセンブリ２１２が使用される組織と同様に、相対的に高い比誘電率を有し、その結果、流体の低導電性は、冷却流体が放射セクション２２０の周囲の誘電体バッファとして作用することを可能にする。このバッファリングは、組織が切除されるにつれ組織の誘電特性が変化する場合でさえ、アンテナアセンブリ２１２と組織との間のインピーダンス整合を可能にする。加えて、冷却流体は、供給線２２０を含むアンテナアセンブリ２１２を冷却して、より大きなエネルギー送達を可能にする。
【００５９】
一実施形態において、図２０に示されるように、１つ以上のインフローチューブ２８６（チューブ８６ａおよび８６ｂに類似）は、チャンバ２７５内に延び得、供給線２２０、放射セクション２１８およびチョーク２６０に沿って冷却流体を循環させる。チャンバ２７５内の残りの空間は、流体の戻り経路として作用し得、流体はアウトフローチューブ２８８を通って抜き取られる。
【００６０】
別の実施形態において、流体はチョーク２６０を通過し得る。図２１-２３を参照すると、チョーク２６０は、内側円筒形ケーシング２６１と外側円筒形ケーシング２６３を有する管状構造を含み、内側円筒形ケーシング２６１と外側円筒形ケーシング２６３との間に空洞２６５を画定する。流体は、空洞２６５を通ってチャンバ２７５に供給される。
【００６１】
図２１に示されるように、アンテナアセンブリ２１２は、外側絶縁体２５８、誘電体スペーサ２４７、誘電体装荷２９０およびチャンバ２７５を通って供給された冷却流体によって提供される誘電体バッファリング媒体２３０を含む。媒体３００は、放射セクション２１８と組織との間の誘電体バッファとして作用し、その結果、切除中に組織の電気特性が変化する場合に、アンテナアセンブリ２１２が切除の間中、共振し、エネルギー送達システム（例えば、生成器１４、ケーブル１６など）にインピーダンス整合したままにする。一実施形態において、媒体３００の構成要素の誘電率値は以下のようになる：外側絶縁体２５８は、約１〜約３０の範囲であり得、誘電体スペーサ２４７は、約２〜約１００の範囲であり得、誘電体装荷２９０は約２〜約１５０の範囲であり得、冷却流体は約３０〜約１００の範囲であり得る。
【００６２】
別の実施形態において、媒体３００の成分材料の誘電率値は、供給点２４６からの放射距離が増加するにつれ、誘電率値における漸進的な増加を提供するように選択される。一実施形態において、外側絶縁体２５８は、誘電体スペーサ２４７よりも低い誘電率を有し、誘電体スペーサ２４７は、同様に、誘電体装荷２９０よりも低い誘電率を有する。冷却流体は、最も高い誘電率を有する。より詳細には、誘電体スペーサ２４７または空気によって充填され得る、供給点２４６に装荷される誘電体材料は、外側絶縁体２５８の誘電率値よりも高いが、誘電体装荷２９０の誘電率値よりも低い誘電率値を有する。媒体３００の比誘電率における漸進的な増加は、可変の誘電特性の材料を提供することによって達成される。この構成は、切除中により良い組織に対するアンテナアセンブリ２１２のインピーダンス整合を可能にする。
【００６３】
本開示の記載された実施形態は、限定的ではなく、例示的であることを意図されており、本開示の全ての実施形態を表すことを意図していない。さまざまな変更および変形が、添付の特許請求の範囲において、文字通りに、そして法的に認識される均等物として述べられた本開示の精神または範囲から逸脱することなしになされ得る。
【００６４】
（要旨）
マイクロ波アンテナアセンブリが開示される。アンテナアセンブリは、内側導体と外側導体と内側導体と外側導体との間に配置される内側絶縁体とを含む供給線と、供給線に結合された放射セクションとを含み、該放射セクションはダイポールアンテナとダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷とを含む。
【符号の説明】
【００６５】
１０ マイクロ波切除システム
１２ マイクロ波アンテナアセンブリ
１４ マイクロ波生成器
１６ 可撓性の同軸ケーブル
１８ 放射セクション
２０ 供給線
２２ 接続ハブ
３０ アウトレット流体ポート
３２ インレット流体ポート
３４ 供給ポンプ
３６ 供給タンク
３８ シース
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（１．技術分野）
本開示は、概して、組織切除手順において用いられるマイクロ波アプリケータに関する。より詳細には、本開示は、液体または固体のいずれかで装荷された先端ダイポールアンテナを有するマイクロ波アプリケータに関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の背景）
特定の疾病の治療は、悪性組織成長（腫瘍）の破壊を必要とする。腫瘍の細胞は、上昇した温度（周囲の健康な細胞に有害な温度よりもわずかに低い温度）で変性することが公知である。それゆえ、公知の治療方法（例えば、温熱療法）は、腫瘍の細胞を、４１℃を超える温度に加熱し、一方で周囲の健康な細胞を低い温度に維持して、回復不能な細胞の損傷を回避する。このような方法は、組織を加熱するために電磁放射を印加することを含み、組織の切除および凝結を含む。特に、マイクロ波エネルギーは、癌性細胞を変性させるか、または殺すために、組織を凝結させ、かつ／または切除するために使用される。
【０００３】
マイクロ波エネルギーは、腫瘍に達するように組織に貫入するマイクロ波切除アンテナを介して印加される。いくつかのタイプのマイクロ波アンテナ（例えば、モノポールおよびダイポール）がある。モノポールおよびダイポールアンテナにおいて、マイクロ波エネルギーは導体の軸から垂直方向に放射される。モノポールアンテナは、単一の細長いマイクロ波導体を含む。ダイポールアンテナは、誘電部分によって分離された内側導体と外側導体とを含む同軸構造を有し得る。さらに詳細に、ダイポールマイクロ波アンテナは、長く薄い内側導体を有し得、該内側導体はアンテナの長手方向軸に沿って延び、外側導体によって囲まれる。特定の変形において、外側導体の一部または複数の部分は、より効果的な外側へのエネルギーの放射を提供するように選択的に除去され得る。このタイプのマイクロ波アンテナ構造は、典型的に、「漏洩導波管」または「漏洩同軸」アンテナと呼ばれる。
【０００４】
従来のマイクロ波アンテナは狭い動作帯域幅（すなわち、最適な動作効率が達成される波長範囲）を有し、結果として、マイクロ波送達システム（例えば、生成器、ケーブルなど）と、マイクロ波アンテナを囲む組織との間の所定のインピーダンス整合を維持することが不可能である。より詳細には、マイクロ波エネルギーが組織に印加されるので、組織が悪くなる（ｃｏｏｋｅｄ）につれ、マイクロ波アンテナのすぐ近くを囲む組織の比誘電率が減少する。この低下は、組織に印加されるマイクロ波エネルギーの波長をアンテナの帯域幅を超えて増加させる。結果として、従来のマイクロ波アンテナの帯域幅と印加されるマイクロ波エネルギーとの間には不整合が存在する。したがって、狭い帯域のマイクロ波アンテナが効果的なエネルギー送達および散逸を妨げるように同調が外され得る（ｄｅｔｕｎｅ）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
本開示の一局面によると、マイクロ波アンテナアセンブリが開示される。アンテナアセンブリは、内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションはダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電装荷とを含む、放射セクションとを含む。
【０００６】
本開示の別の局面によると、マイクロ波アンテナアセンブリが開示される。アンテナアセンブリは、内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、該供給線に結合された放射セクションとを含む。放射セクションは、ダイポールアンテナと誘電媒体とを含み、該誘電媒体は、可変の誘電率値の複数の構成成分の誘電体材料を含み、この誘電率値は放射セクションから放射方向に増加する。
【０００７】
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
マイクロ波アンテナアセンブリであって、
内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、
該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションはダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷とを含む、放射セクションと
を備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目２）
上記管状誘電体装荷は、酸化チタンおよびアルミナからなる群から選択される材料から形成される、上記項目に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目３）
上記管状誘電体装荷の材料は、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積からなる群から選択される方法によって、上記放射セクション上に堆積される、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目４）
上記放射セクションは、近位部分と、遠位部分と、該近位部分と該遠位部分との間の供給点とをさらに含む、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目５）
上記供給点は、誘電体材料を含む、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目６）
上記管状誘電体装荷の誘電率は上記供給点の上記誘電体材料の誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目７）
上記外側導体上に配置された外側絶縁体と、
上記供給線の少なくとも一部に配置されたチョークであって、該外側絶縁体は該チョークの遠位部分を通過して延びる、チョークと
をさらに備えている、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目８）
上記供給点の上記誘電体材料の上記誘電率は、上記外側絶縁体の誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目９）
チャンバを画定するハウジングであって、該チャンバは上記供給線および上記放射セクションを収容するように寸法が合わされ、該チャンバを通して誘電性冷却流体を循環させるように構成されている、ハウジングをさらに備えている、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１０）
上記供給点の上記誘電体材料の上記誘電率は、上記外側絶縁体の誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１１）
上記誘電性冷却流体の誘電率は、上記供給点の上記誘電体材料の上記誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１２）
マイクロ波アンテナアセンブリであって、
内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、
該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションは、ダイポールアンテナと誘電性媒体とを含み、該誘電性媒体は、可変の誘電率値の複数の構成成分の誘電体材料を含む、放射セクションと
を備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１３）
チャンバを画定するハウジングであって、該チャンバは上記供給線と上記放射セクションとを収容するように寸法が合わされ、該チャンバを通して誘電性冷却流体を循環させるように構成されている、ハウジングをさらに備えている、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１４）
上記放射セクションは、近位部分と、遠位部分と、該近位部分と遠位部分との間の供給点とをさらに含む、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１５）
上記誘電性媒体は、
上記外側導体の周りに配置された外側絶縁体と、
上記供給点に配置された誘電スペーサと、
上記ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷であって、該管状誘電体装荷は該外側絶縁体から延び、かつ該誘電スペーサを囲む、管状誘電体装荷と、
上記チャンバを通って循環する誘電冷却材と
を含む、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１６）
上記管状誘電体装荷は、酸化チタンおよびアルミナからなる群から選択される材料から形成される、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１７）
上記管状誘電体装荷の上記材料は、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積からなる群から選択される方法によって、上記放射セクション上に堆積される、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
（項目１８）
上記管状誘電体装荷および上記誘電冷却流体のそれぞれの誘電率は、上記供給点の上記誘電体材料の誘電率より高く、該誘電体材料の該誘電率は上記外側絶縁体の誘電率よりも高い、上記項目のいずれかに記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の上述およびその他の局面、特徴および利点は、添付図面を参酌したときに、以下の詳細な説明からより明らかになる。
【図１】図１は、本開示の一実施形態にしたがう、マイクロ波切除システムの概略図である。
【図２】図２は、本開示にしたがう、マイクロ波アンテナアセンブリの斜視断面図である。
【図３】図３は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【図４】図４は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【図５】図５は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの供給線の遠位部分の側面図である。
【図６】図６は、本開示の一実施形態にしたがう、バランス化されたダイポールアンテナの概略図である。
【図７】図７は、本開示の一実施形態にしたがう、バランス化されていないダイポールアンテナの概略図である。
【図８】図８は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリのバランス化されていないダイポールアンテナの側面図である。
【図９】図９は、図２のマイクロ波アンテナセンブリの遠位端の拡大断面図である。
【図１０】図１０は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの放射セクションの側面図である。
【図１１】図１１は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの先端およびシースの側面図である。
【図１２】図１２は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの供給線の近位端の側面図である。
【図１３】図１３は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリの接続ハブおよび近位端の断面図である。
【図１４】図１４は、図２のマイクロ波アンテナアセンブリのインフローチューブの断面図である。
【図１５】図１５は、本開示の一実施形態にしたがう、マイクロ波アンテナアセンブリの側面図である。
【図１６】図１６は、図１５のマイクロ波アンテナアセンブリの斜視断面図である。
【図１７】図１７は、図１５のマイクロ波アンテナアセンブリの斜視断面図である。
【図１８】図１８は、図１５のマイクロ波アンテナアセンブリの断面の拡大斜視図である。
【図１９】図１９は、本開示の一実施形態にしたがう、マイクロ波切除システムの概略図である。
【図２０】図２０は、本開示にしたがう、マイクロ波アンテナアセンブリの斜視断面図である。
【図２１】図２１は、図２０のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【図２２】図２２は、図２０のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【図２３】図２３は、図２０のマイクロ波アンテナアセンブリの一部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（詳細な説明）
添付の図面を参照しながら以下の本明細書中に本開示の特定の実施形態が記載される。以下の記載においては、本開示を不必要に詳細化して不鮮明にすることを防ぐために、周知の機能または構成は詳細には記載されない。
【００１０】
図１は、マイクロ波切除システム１０を示しており、該マイクロ波切除システム１０は、可撓性の同軸ケーブル１６を介してマイクロ波生成器１４に結合されるマイクロ波アンテナアセンブリ１２を含む。生成器１４は、約５００ＭＨＺ〜約１０，０００ＭＨｚの動作周波数におけるマイクロ波を提供するように構成されている。
【００１１】
アンテナアセンブリ１２は、概して、供給線２０（またはシャフト）によってケーブル１６に接続される放射セクション１８から構成される。より詳細には、アンテナアセンブリ１２は、接続ハブ２２を介してケーブル１６に結合される。接続ハブ２２は、アウトレット流体ポート３０とインレット流体ポート３２とを含み、これらは、シース３８に流体連通される。シース３８は、冷却流体がポート３０および３２から供給され、アンテナアセンブリ１２の周りで循環されることを可能にするために、放射セクション１８と供給線２０を包囲している。ポート３０および３２はまた、供給ポンプ３４に結合され、ひいては、供給タンク３６に結合される。供給タンク３６は、冷却流体を格納し、その流体を所定の温度に維持する。一実施形態において、供給タンク３６は、冷却ユニットを含み、該冷却ユニットは、アンテナアセンブリ１２から戻ってくる液体を冷却する。別の実施形態において、冷却流体は、ガスおよび／または流体とガスとの混合物であり得る。
【００１２】
アセンブリ１２はまた、先端４８を含み、該先端４８は、先細の端部２４を有し、該先細の端部２４は、一実施形態においては、放射セクション１８の遠位端において最小の抵抗を伴って組織内への挿入を可能にするために、点端部２６において終端する。放射セクション１８が予め存在する開口部内に挿入される場合、先端４８は丸みがついたものだったり、または、平坦なものだったりしてもよい。
【００１３】
図２は、バランス化されていないダイポールアンテナ４０を有するアンテナアセンブリ１２の放射セクション１８を示している。ダイポールアンテナ４０は、供給線２０に結合され、該供給線内側絶縁体５２によって包囲された内側導体５０（例えば、ワイヤ）を含み、そしてこれは、外側導体５６（例えば、円筒形の導電性シース）によって包囲されている。内側導体および外側導体は、銅、金、ステンレス鋼または同様の導電率を有するその他の導電性の金属から構成されたものであり得る。金属は、それらの特性を向上させる（例えば、導電性を向上させる、または、エネルギー損失を低減させる等）ために、その他の材料（例えば、その他の導電性の材料）によってメッキされ得る。一実施形態において、供給線２０は、定格５０オームの外径０．０４７”ワイヤを有する同軸の半剛性（ｓｅｍｉ−ｒｉｇｉｄ）または可撓性のケーブルから形成され得る。
【００１４】
ダイポールアンテナ４０は、供給点４６において誘電体スペーサによって相互接続された近位部分４２と遠位部分４４とを含む。遠位部分４４と近位部分４２とは、異なった不均一な長さであり、その結果、ダイポールアンテナ４０はバランス化されない。一実施形態において、図７に示されているように、遠位部分４４は、近位部分４２よりも長くあり得る。図４に最も良く示されているように、近位部分４２は、内側導体５０と内側絶縁体５２とから形成され、内側導体５０と内側絶縁体５２とは、外側導体５６の外側に延在する。図５に示されているように、供給線２０が同軸ケーブルから形成される一実施形態において、外側導体５６と内側導体５２とは、内側導体５０を露出させるために内側導体５０に対してリリーブ（ｒｅｌｉｅｖｅ）され得る。
【００１５】
遠位部分４４は、導電性部材４５を含み、該導電性部材４５は、任意のタイプの導電性の材料、例えば金属（例えば、銅、ステンレス鋼、スズおよびそれらの様々な合金）から形成され得る。遠位部分４４は、中実構造を有し得、中実ワイヤ（例えば、１０ＡＷＧ）から形成され得る。別の実施形態において、遠位部分４４は、同軸ケーブルの外側導体の中空スリーブまたは別の円筒形導体から形成され得る。そして円筒形導体は、円筒を中実の軸にするために半田で満たされる。より詳細には、半田は、円筒形導体内の半田を液化するのに十分な温度（例えば、５００°Ｆ）まで加熱され得、それにより、中実のシャフトを形成し得る。
【００１６】
別の実施形態において、遠位部分４４はまた、中実ワイヤから形成されるか、または、円筒形導体が半田で満たされ得る。図４に示されているように、遠位部分４４は、その後、内側導体５０に結合される。これは、遠位部分４４を内側導体５０の遠位端に半田付けすることによって、例えば、遠位部分４４の半田を溶解し、かつ、その中に内側導体５０を挿入することによって遂行され得る。
【００１７】
一部の実施形態において、バランス化されていないダイポールアンテナ４０は、切除中に比較的良好なインピーダンスを提供する。切除中の組織の特性における変動は、マイクロ波切除アンテナの実部分のインピーダンス整合を複雑化する。結果として生じる動的な電流と電圧との関係が原因で、切除の途中でダイポール上の所与の位置は実インピーダンスにおいて変動する。図６は、等しい長さの２つの部分を有する半波ダイポールアンテナを用いた実部分のインピーダンス整合における困難性を示しており、ダイポールの中心においては、電圧が最小化され、電流が最大化される。しかしながら、実部分のインピーダンスは、近位部分４２において最小化され、遠位部分４４において最大化される。対照的に、本開示のバランス化されていないダイポールアンテナ４０は、供給点の実部分のインピーダンスとケーブル１６のインピーダンスとの間の差の切除時間にわたる統合性を最小化する。図７に示されているように、バランス化されていない半波ダイポールは、近位部分４２と遠位部分４４との間のギャップをダイポールアンテナ４０の中心から離して配置することにより、実部分のインピーダンスに対する初期のインピーダンスの比較的良好な整合を提供する。一実施形態において、遠位部分４０の長さは、アセンブリ１２のリターン損失を最小化するために約２０ｍｍである。
【００１８】
図８は、近位部分４２に対して取り付けられる遠位部分４４を示している。遠位部分４４は、近位部分４２の内側導体５０に対して半田付けされることにより、それらの間に電気機械的な接触を確立し得る。一実施形態において、遠位部分４４が半田材料によって満たされた中空の円筒形導体から形成される場合、遠位部分４４は、遠位部分４４の半田を液化し、かつ、内側導体５０の遠位端をその中に挿入することにより、近位部分４２に取り付けられ得る。内側導体５０の遠位端部分は、ダイポールの供給ギャップ「Ｇ」が供給点４６において近位点４２と遠位点４４との間に存在し続けるように、遠位端部分４４に挿入される。ギャップ「Ｇ」は、約１ｍｍ〜約３ｍｍであり得る。アンテナのダイポールの供給ギャップ「Ｇ」は、第１の構造であり、自由空間への転送の際に同軸フィールドモードに入る。したがって、ギャップはリターン損失において、または、システムとアンテナとのインピーダンス整合において重要な役目を演じる。一実施形態において、ギャップ「Ｇ」は、その後、誘電体材料によって満たされ、供給点４６において、誘電体スペーサを形成する。別の実施形態において、内側導体５２は、供給点４６内へと延在する。誘電体材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、例えばＴｅｆｌｏｎ（登録商標）（販売元ＤｕＰｏｎｔ、Ｗｉｌｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）等、であり得る。別の実施形態において、図４に示されているように、ギャップ「Ｇ」は、以下により詳細に議論されるように、誘電体シールコーティングによってコーティングされ得る。
【００１９】
図２および９に示されているように、遠位部分４４は先端４８に結合され、これは、組織を貫通するのに適切な様々な耐熱性の材料、例えば金属（例：ステンレス鋼）および様々な熱可塑性の材料（例：ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂、その例はＵｌｔｅｍ（登録商標）、販売元Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．、Ｆａｉｒｆｉｅｌｄ、ＣＴ等）から形成され得る。先端４８は、所望の形状を獲得するために、様々なストックロッドから機械加工され得る。先端４８は、様々な接着剤、例えばエポキシシール４９を用いることにより、遠位部分４４に取り付けられ得る。先端４８が金属の場合、先端４８は遠位部分４４に半田付けされ得る。
【００２０】
図１１は、先端４８の様々な形状および形式を示しており、すなわち、ステンレス鋼の先端４８ａと誘電体の先端４８ｂとを示している。両方の先端４８ａおよび４８ｂは、挿入基部５１を含んでおり、該挿入基部５１は、シース３８の中への挿入を容易にすることを可能にするために、先端４８ａおよび４９の直径よりも小さな外径を有している。この構成はまた、以下により詳細に議論されるように、先端４８とシース３８との間に比較的良好なシールを提供する。
【００２１】
図２および３を参照すると、アンテナアセンブリ１２はまた、チョーク６０を含んでいる。チョーク６０は、供給線２０の周りに配置され、内側誘電体層６２と外側導体層６４とを含んでいる。一実施形態において、チョーク６０は、近位に配置される１／４波長の短絡されたチョークである。チョーク６０は、誘電体層によって離間された供給線２０の外側導体５６の周りで外側導体層６４を用いることによって短絡された１／４波長のチョークとしてインプリメントされる。チョーク６０は、半田付けまたはその他の手段によってチョーク６０の近位端において供給線２０の外側導体５６に短絡される。一実施形態において、誘電体層３２は、フルオロポリマー、例えば、テトラフルオロエチレン、臭化フルオロプロピレン等から形成され、約０．００５インチの厚さを有する。外側導体層３４は、例えば高導電性材料（例：銅）等の、いわゆる「完全導体（ｐｅｒｆｅｃｔ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）」材料から形成され得る。
【００２２】
実施形態において、チョーク６０は、１／４波長の短絡されたチョーク、半波長の開チョーク、反転された１／４波長の短絡されたチョーク、または、ギャップキャンセルチョークであり得る。チョーク６０は、生成器１４からのマイクロ波エネルギーをアセンブリ１２の放射セクション２０に閉じ込め、それにより、供給線２０の沿ったマイクロ波エネルギー堆積ゾーンの長さを制限する。チョーク２８は、供給線２０の外に導かれるマイクロ波エネルギーに対して高インピーダンスを提供し、それにより、アンテナの端部へのエネルギーの堆積を制限する。
【００２３】
短絡された１／４波長のチョークは、アンテナアセンブリ１２上の近位部分４２の高インピーダンス部分に配置され、アンテナ電流をアセンブリ１２の放射セクション１８に閉じ込め、略球体状の電力散逸ゾーンに起因し、長さを低減し、切除の断面直径を最大化する。
【００２４】
誘電体層６２の誘電体は、図１０に示されているように、チョーク導体層６４を越えてアセンブリ１２の遠位端に向けて延在する。一実施形態において、誘電体層６２は、約６ｍｍだけチョーク導体層６４を越えて延在し得る。この延在する誘電体は、ダイポールの近位部分４２とチョーク導体層６４の外面との間に容量を配置し、それにより、電流がチョーク導体層６４にジャンプすることをブロックすることによって、チョーク６０の性能を向上させる。誘電体によって形成される容量は、その入口付近で近位部分４２からチョーク６０の外面へとジャンプし得、チョーク構造を完全に無効化し得るマイクロ波電流に対するインピーダンスバリアである。代わりに、これらの電流は、延在された誘電体によって１／４波長のチョーク６０に向けられ、その有効性を向上させる。
【００２５】
以上に議論されたように、組織の乾燥に起因する波長の増加は、近位部分４２上の高インピーダンス点をアセンブリ１２に沿って近位に移動させる。有効なチョークは、この可変点において高インピーダンスを呈する。延在する誘電体は、可変位置のチョークとして有効に機能し、この点がシフトする範囲をカバーし、近位部分４２の高インピーダンス点が延在する誘電体の境界内にとどまるようにできるだけ長く、チョークの有効性を維持する。誘電体層６２は、チョーク導体層６４と供給点４６との間の任意の長さに延在し得る。
【００２６】
一実施形態において、誘電体層６２は、誘電体収縮材料（例えば、５／６４”の薄いＰＴＦＥの収縮ラップ）を外側導体５６に適用することによって形成される。収縮ラップ材料が外側導体５６の周りに配置されると、この材料を溶解して外側導体５６の周りにセットするために、この材料は加熱される。この加熱は、約７５０°Ｆの熱風流を提供し得る熱風ブロアーによって遂行され得る。ＰＴＦＥ収縮ラップの複数の層が適用され得、連続して所望の厚さの誘電体層６２を形成するために加熱され得る。一実施形態においては、３つ以上のＰＴＦＥ収縮ラップの層が適用される。収縮材料はまた、チョーク導体層６４を包囲するために、チョーク導体層６４の上に適用され得る。
【００２７】
図３および１０に示されているように、導体層６４は、１つ以上の導電性の金属ホイル（例えば銅）を誘電体層６２上に適用することにより形成され得る。ホイルは、図１２に示されているように、誘電体層６２の近位端を越えて延在し得る。ホイルは、様々なタイプの接着剤（例えば、紫外線活性のり、エポキシ等）を用いることにより、誘電体層６２に取り付けられ得る。一実施形態において、誘電体層６２を越えて延在するホイルの近位部分は、図１２に示されているように、いわゆる「ワイヤラップ（ｗｉｒｅ−ｗｒａｐ）」技術を用いることにより、供給線２０に取り付けられ得、ホイルおよび供給線２０に対する良好な電気的接続を提供し得る。ワイヤは、ホイルが誘電体層６２を越えてテーパを開始する点において銅のホイルの周りに巻き付けられる。ワイヤが巻き付けられた後に、ワイヤを固定し、ワイヤの巻き付けがほどけることを防ぐために、ワイヤはラップの長さに沿って自身に半田付けされる。別の実施形態において、ホイルを供給線２０に固定するために、その他の方法が用いられ得、例えば、中空の円筒が誘電体層６２を越えて余分なホイルのネック部分の周りに配置され得る。さらなる実施形態においては、ホイルは、ホイルの近位端を供給線２０に固定する必要性を排除するために、誘電体層６２と実質的に同じ長さであり得る。
【００２８】
アセンブリ１２はまた、図１３により詳細に示されているように、接続ハブ２２を含む。接続ハブ２２は、ケーブルコネクタ７９と流体ポート３０および３２を含む。接続ハブ２２は、３枝ルアータイプのコネクタ７２を含み得、該３枝ルアータイプのコネクタ７２では、中央のフィンガ７４が、ケーブルコネクタ７０を収容するために用いられ、左のフィンガ７６と右のフィンガ７８とはそれぞれ、アウトレット流体ポート３０とインレット流体ポート３２とを収容するためのものである。接続ハブ２２はまた、中央のフィンガ７４の遠位端に配置された基部８１を含む。
【００２９】
アセンブリ１２はまた、図１、１３および１４に示されるようなアクティブ冷却システムを含んでいる。より詳細には、アセンブリ１２は、供給線２０と、先端４８から基部８１までの放射セクション１８とを包囲するシース３８を含んでいる。冷却液は、ポンプ３４によって供給され、放射セクション１８と、供給線２０と、シース３８との間に空間で循環される。放射セクション１８と供給線２０とは冷却流体と直接的に接触するので、アセンブリ１２のこれらのコンポーネントは、流体の進入または退出を防ぐようにシールされる。これは、従来の射出成形およびスクリュー押し出し技術を用いて、任意のタイプの溶解処理可能（ｍｅｌｔ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｂｌｅ）ポリマーを適用することによって、遂行され得る。図１に示されているように、一実施形態において、フッ化エチレンポリピレン（ＦＥＰ）収縮ラップのスリーブ６３が、アセンブリ１２の全体、すなわち、供給線２０と放射セクション１８とに適用され得る。そして、スリーブ６３は、チョーク６０と、供給線２０と、放射セクション１８とをシールするために加熱される。結果としてできるＦＥＰシールは、冷却流体がアセンブリ１２に進入することを防ぐ。スリーブは、外側導体層６４に適用した後に適用され得る。加えて、ＦＥＰはまた、内側導体５０と内側絶縁体５２とが外側導体５６を越えて延在する点に適用され得、それにより、図４に示されているように、空隙５３を形成し得る。
【００３０】
シース３８は、例えばポリイミドおよびその他のタイプのポリマーから製造されたカテーテル等の、任意のタイプの剛性のチューブであり得る。シース３８は、最初に先端４８をシース３８の遠位端に固定し、その後、シースと先端アセンブリとの組み合わせをアセンブリ１２に挿入することにより組み立てられ得る。シース３８はまた、接続ハブ２２の基部８１と先端４８とに固定され、それにより、シース３８は、接続ハブ２２と流体連通し、基部８１と先端４８との間にチャンバ８９を画定する。
【００３１】
インフローチューブ８６は、１つ以上のチューブ８６ａおよび８６ｂを含み得る。インフローチューブ８６ａおよび８６ｂは、供給線２０とシース３８との間でチャンバ８９（図４および９)の内部に適合するのに十分な外径を有する任意のタイプの可撓性のチューブであり得る。インフローチューブ８６ａおよび８６ｂは、アウトレット流体ポート３０を介して挿入される。より詳細には、図１４に示されているように、インフローチューブ８６ａは、遠位部分４４の遠位端付近まで挿入され、インフローチューブ８６ｂは、供給点４６付近まで挿入される。その後、インフローチューブ８６ｂは、（例えば、エポキシ、のり等を用いて）放射セクション１８に固定される。インフローチューブ８６ａおよび８６ｂは、この構成においては、シース３８を介する最適な冷却液の流れを提供するように配置される。インフローチューブ８６ａからの流体の流れは、先端４８へと排出され、近位方向に反映される。インフローチューブ８６ｂからの流体の流れは、放射セクション１８に沿った冷却液を提供する。動作中、ポンプ３４は、インフローチューブ８６ａおよび８６ｂを介してアセンブリ１２に流体を提供し、それにより、接続ハブ２２を含むアセンブリ１２の全体を介する冷却液の循環を提供する。流体はその後、アウトレット流体ポート３２を介して、中央フィンガ７４と左フィンガ７６とから取り出される。
【００３２】
上述の冷却システムは、アンテナアセンブリ１２の全長を介する誘電体（例えば、食塩水、脱イオン化された水、等）の冷却流体の循環を提供する。誘電体の冷却流体は、アセンブリ１２によって生成された熱を除去する。加えて、誘電体の冷却流体は、アセンブリ１２に対するバッファとして機能し、組織の誘電体特性に起因して、アセンブリ１２の近接誘電場（ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）特性が変化することを防ぐ。マイクロ波エネルギーが切除中に適用されるので、放射セクション１８の周りの組織の乾燥は、予想外のファクター（例えば、約１０)による組織の複素誘電率におけるドロップにつながる。比誘電率（ｅｒ’）のドロップは、組織内のマイクロ波エネルギーの波長を増加させ、これは、バランス化されていないマイクロ波アンテナアセンブリのインピーダンスに対して劇的な影響を与え、それにより、システムのインピーダンス（例えば、ケーブル１６と生成器１４とのインピーダンス)からのアンテナアセンブリの不整合をもたらす。波長における増加はまた、断面の直径よりもアセンブリ１２に沿った長さにおいて遥かに長い電力散逸ゾーンをもたらす。組織の導電率（ｅｒ”）もまた、アセンブリ１２のインピーダンスの実部分に影響を与える。本開示にしたがう流体の誘電体のバッファはまた、送達されるエネルギーの波長における増加と、近接誘電場の導電性におけるドロップとを緩和させ、それにより、アセンブリ１２のインピーダンスにおける変化を低減し、より一貫したアンテナとシステムとの間のインピーダンス整合と球体の電力散逸ゾーンの散逸組織挙動とを可能にする。
【００３３】
波長の変動のバッファリングはまた、より効果的なチョークネットワークを可能にする。チョークは、近位部分４２上で、低電流点に配置されるか、または、高インピーダンス点に配置される。チョークされた湿潤した先端における波長バッファリングにより、ダイポール放射セクション上の半波電流パターンが維持され、高インピーダンス点の位置の変動を低下させ、それにより、より効率的なチョークネットワークを可能にする。また、ケーブルのコーティングおよび誘電体のバッファリングは、ターゲットが決められた、効率的な組織へのエネルギーの送達を可能にし、近球体切除ゾーンと高速切除時間を可能にする。食塩水または脱イオン化水が、アセンブリ１２と共に用いられ得る。
【００３４】
図１５〜１８は、マイクロ波アンテナアセンブリ１１２の別の実施形態を示しており、放射セクション１１８と供給線１２０とを有し、これは、アセンブリ１１２をケーブル１６に結合している。より詳細には、アンテナアセンブリ１１２は、アウトレット流体ポート１３０とインレット流体ポート１３２とを有する接続ハブ１２２を介してケーブル１６に結合される。
【００３５】
図１６および１７は、アンテナアセンブリ１１２の放射セクション１１８を示しており、該アンテナアセンブリ１１２は、シース３８が金属の導管（例えば、冷却液ジャケット２００)と固体の誘電体ローディング１９０とによって置き換えられた、バランス化されていないダイポールアンテナ１４０を有している。ダイポールアンテナ１４０は、供給線１２０に結合され、これは、アンテナアセンブリ１１２を生成器１１４に電気的に接続する。図１８に示されているように、供給線２０と同様に、供給線１２０は、内側絶縁体１５２によって包囲された内側導体１５０（例えばワイヤ)を含んでおり、内側絶縁体１５２は、外側導体１５６（例えば、円筒形の導電体シース)によって包囲されている。
【００３６】
ダイポールアンテナ１４０は、近位部分１４２と遠位部分１４４とを含んでおり、これらは、誘電体スペーサによって、供給点１４６において相互接続されている。遠位部分１４４は、導体部材１４５を含んでいる。遠位部分１４４と近位部分１４２とは、異なった不均一の長さであり、その結果、ダイポールアンテナ４０はバランス化されていない。近位部分１４２は、内側導体１５０と内側絶縁体１５２とから形成され、これらは、外側導体１５６の外側に延在している。一実施形態において、図１８に示されているように、供給線１２０は同軸ケーブルから形成され、外側導体１５６と内側絶縁体１５２とは、内側導体１５０を明らかにするためにスライスオフされている。
【００３７】
遠位部分１４４は、任意のタイプの導電性材料、例えば、金属（例：銅、ステンレス鋼、スズおよびそれらの様々な合金）から形成され得る。部分１４４は、中実構造を有し得、固体ワイヤ（例えば、１０ＡＷＧ）から形成され得るか、または、円筒形の導体は、アセンブリ１２の部分４４と同様に半田によって満たされる。近位部分１４４は、その後、内側導体１５０に結合される。
【００３８】
図１６−１８を参照して、アンテナアセンブリ１１２は、また、チョーク１６０を含む。チョーク１６０は、供給線１２０の周囲に配置され、内側誘電層１６２および外側伝導層１６４を含む。一実施形態において、チョーク１６０は、近位に配置された１／４波短縮されたチョークであり、半田付けまたは他の手段によって、チョーク１６０の近位端において、供給線１２０の外側導体１５６まで短縮される。誘電体層１６２の誘電体は、チョーク導体層１６４を越えてアセンブリ１１２の遠位端に向けて延びる。
【００３９】
アセンブリ１１２は、また、図１５に示されるように接続ハブ１２２を含む。接続ハブ１２２は、ケーブルコネクタ１７９と、流体ポート１３０および１３２とを含む。接続ハブ１２２は、３枝ルアータイプコネクタ１７２を有し得、真ん中のフィンガ１７４は、ケーブルコネクタ１７９を収容するために使用され、左右のフィンガ１７６および１７８は、それぞれアウトレット流体ポートおよびインレット流体ポート１３０および１３２を収容するために使用される。ケーブルコネクタ１７９は、内側導体１５２および外側導体１５６に結合され、これらは供給線１２０の近位端において外側導体１５６の外側に延びる。接続ハブ１２２は、また、真ん中のフィンガ１７４の遠位端に配置された基部１８１を含む。一実施形態において、アセンブリ１１２は、右のフィンガ１７８を通して送られる１つ以上の管１８６を含む。
【００４０】
アセンブリ１１２は、アセンブリ１１２の液体誘電体材料の代わりに、ダイポールアンテナ１４０上に配置された固体誘電体材料装荷１９０を含む。固体誘電体材料１９０は、チョーク導体層１６４の終端の点から延びる。より詳細には、アセンブリ１１２は、チョーク導体層１６４の遠位端上に流体シール１９２を含む。一実施形態において、装荷１９０は、グルーおよび他の手段を介してシール１９２に取り付けられ得る。
【００４１】
装荷１９０は、アンテナ１４０上への挿入に適した中央空洞１９８を有する円筒形状であり得る。装荷１９０は、また、ポイント付き先端１９６を有する先細端１９４を有し得、それにより、先端４８の必要性を避ける。装荷１９０は、また、空洞１９８内でアンテナ１４０の遠位端（例えば、アンテナ１４０の遠位部分）に取り付けられ得る。空洞１９８は、その断面形状に依存して、アンテナ１４０上に適合するように適した実質的に円筒形の形状を有し得る。加えて、空洞１９８は、近位部分１９７と遠位部分１９９とを含み、近位部分１９７はチョーク誘電層１６２に適応させるように遠位部分１９９よりも大きな内径を有する。チョーク層１６２は、チョーク伝導層１６４と供給点１４６との間の任意の長さまで拡張され得る。拡張したチョーク層１６２を適応させるために、近位部分１９７の奥行きは、適宜変わる。
【００４２】
装荷１９０は、供給線１２０の厚さに実質的に等しい外径と、ダイポールアンテナ１４０の直径に実質的に等しい内径とを有する。装荷１９０が、ダイポールアンテナ１４０上に配置され、冷却流体がこの例においては装荷と接触するように構成されないので、アンテナ１４０は、アンテナの構成要素をシールする誘電性収縮包装ではコーティングされない。
【００４３】
一実施形態において、装荷１９０の誘電体材料は、約２．５〜１５０の比誘電率を有し得、セラミック材料（例えば、アルミナセラミック）またはプラスチック材料（例えば、ポリアミドプラスチック（例えば、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌａｗａｒｅのＤｕＰｏｎｔから入手可能なＶＥＳＰＥＬ（登録商標）））から作製され得る。装荷１９０は、放射セクション１１８と組織との間の誘電性バッファとして作用し、その結果、切除中に組織の電気特性が変化する場合に、アンテナアセンブリ１１２は、切除の間中、半波長共鳴し、エネルギー送達システム（例えば、生成器１４、ケーブル１６など）とインピーダンス整合したままである。
【００４４】
アンテナアセンブリ１１２は、また、基部１８１とシール１９２との間に配置された冷却ジャケット２００を含む。冷却ジャケット２００は、ステンレス鋼または他の適切な医療用グレードの金属から形成され得る。冷却ジャケット２００は、チョーク導体層１６４と冷却ジャケット２００との間に近位チャンバ２０１を画定し、該近位チャンバ２０１内に、誘電冷却流体が接続ハブ１２２を通って供給される。より詳細には、インフローチューブ８６ａおよび８６ｂに類似する１つ以上のインフローチューブ１８６は、チャンバ２０１内に拡張し得、冷却ジャケット２００を介して誘電冷却流体を循環させる。シール１９２は、冷却ジャケット２００と、冷却ジャケット２００の遠位端のチョーク導体層１６４との間に配置される。シール１９２は、チャンバ２０１を装荷１９０からシールするために適した、任意のタイプの誘電体材料（例えば、エラストマー）および／または導電性材料から形成され得る。
【００４５】
図１９−２３は、５００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚで動作するように適合されたマイクロ波アンテナアセンブリ２１２の実施形態を示す。マイクロ波アンテナアセンブリ２１２は、ハイブリッド設計、すなわち、チョーク付き液体冷却システムを固体の誘電体装荷と組み合わせた設計を有する。マイクロ波アンテナアセンブリ２１２は、誘電体で満たされた供給ギャップを有するバランス化されたダイポール放射セクションまたはバランス化されていないダイポール放射セクション２１８を有する。マイクロ波アンテナアセンブリ２１２は、また、インピーダンス整合および増加した軸強度を提供するダイポールアンテナ２４０を囲む誘電体装荷を含み得る。マイクロ波アンテナアセンブリ２１２全体は、また、導電性部分と非導電性部分とを含むハイブリッドハウジング２７０に囲まれる。ハウジングは、アンテナアセンブリ２１２の周りにチャンバ２７５を提供し、冷却流体がチャンバを通って流れることを可能にする。流体は、また、良好なインピーダンス整合を可能にする誘電体バッファとして作用し得る。
【００４６】
マイクロ波アンテナアセンブリ２１２は、放射セクション２１８と供給線２２０とを含み、供給線２２０は、アセンブリ２１２をケーブル１６に結合する。より詳細には、アンテナアセンブリ２１２は、接続ハブ２２２を介してケーブル１６に結合され、接続ハブ２２２は、アウトレット流体ポート２３０と、インレット流体ポート２３２と、ケーブルコネクタ２７９とを含む。接続ハブ２２２は、３枝ルアータイプコネクタ２７２を含み、真ん中のブランチ２７４は、ケーブルコネクタ２７９を収容するために使用され、左右のフィンガ２７６および２７８は、それぞれ、アウトレットフィンガ部およびインレットフィンガ部２３０および２３２を収容するために使用される。ケーブルコネクタ２７９は、供給線２２０に結合される。一実施形態において、アセンブリ２１２は、右のフィンガ２７８を通って供給される１つ以上のインフローチューブ２８６と、左のフィンガ２７６を通って供給されるアウトフローチューブ２８８とを含む。
【００４７】
図２０−２３は、ダイポールアンテナ２４０を有するアンテナアセンブリ２１２の放射セクション２１８を示す。ダイポールアンテナ２４０は供給線２２０に結合され、供給線２２０は、アンテナアセンブリ２１２を生成器１４に電気的に接続する。図２２に示されるように、供給線２２０は、内側絶縁体２５２によって囲まれた内側導体２５０（例えば、ワイヤ）を含む。供給線２２０は、また、同軸構成で、内側絶縁体２５２の周囲に配置された外側導体２５６（例えば、円筒形の導体シース）を含む。外側導体２５６は、また、外側絶縁体２５８内に囲まれる。
【００４８】
特に図２２および２３を参照すると、ダイポールアンテナ２４０は、近位部分２４２と遠位部分２４４とを含む。より詳細には、さらされた外側導体２５６は、近位部分２４２の第２の極として作用し、内側導体２５０のさらされた部分は、遠位部分２４４の第２の極として作用する。遠位部分２４４は、また、導電性部材２４５を含み、導電性部材２４５は、内側導体２５０に取り付けられた中実の導電性シャフトであり得る。別の実施形態において、導電性部材２４５は、円筒形の導体であり得、この導体は円筒を中実のシャフトに変えるように半田で充填され、それにより導電性部材２４５を内側導体２５０に取り付ける。
【００４９】
アンテナアセンブリ２１２は、導電性部材２４５の遠位端に結合された先端２４８を含む。先端２４８は、先細の端部を含み、該先細の端部は、一実施形態において、点端部（図２１）において終端し、放射セクション２１８の遠位端において最小抵抗で組織への挿入を可能にする。放射セクション２１８が既存の開口部に挿入されるような場合には、先端２４８は、丸められるかまたは平坦であり得る（図２０）。先端２４８は、組織に貫入するのに適した種々の熱抵抗材料（例えば、金属（例えば、ステンレス鋼））および様々な熱可塑性材料（例えば、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、ポリアミド熱可塑性樹脂（例として、Ｆａｉｒｆｉｅｌｄ、ＣＴのＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．から入手可能なＵｌｔｅｍ（登録商標））から形成され得る。先端２４８は、所望の形状を得るために、様々なストックロッドから機械加工され得る。先端２４８は、様々な接着剤（例えば、エポキシ）を用いて導電性部材２４５に取り付けられ得る。先端２４８が金属である場合、先端２４８は導電性部材２４５に半田付けされ得る。
【００５０】
ダイポールアンテナ２４０は、バランス化された構成またはバランス化されていない構成のいずれかを有し得る。バランス化された構成において、近位部分および遠位部分２４２および２４４（例えば、第１および第２の極）は等しい放射長である。バランス化されていない構成において、近位部分およびダイポール部分２４２および２４４は異なる等しくない長さである。近位部分および遠位部分２４２および２４４は、供給点２４６において相互接続され、供給点２４６は誘電体スペーサ２４７または空気（例えば、充填されないまま）で充填され得る。誘電体スペーサ２４７は、約１〜約１００の誘電率値を有する様々な誘電体材料から作製され得、インピーダンス整合を補助する。誘電体スペーサ２４７は、近位部分および遠位部分２４２および２４４のフランジ内に重なる（ｎｅｓｔ）ように設計され得る。別の実施形態において、誘電体スペーサ２４７は、供給点２４６を包み込むオーバーモールドされた設計であり得、それにより冷却バリアとして作用し、アンテナアセンブリ２１２に付加的な構造上の強度を提供する。
【００５１】
図２０、２１および２３を参照すると、アンテナアセンブリ２１２は、また、チョーク２６０を含む。チョーク２６０は、導電性材料から形成された管状構造を有し、供給線２２０の周囲に配置される。一実施形態において、チョーク２６０は、接続２６５において半田結合またはほかの方法によって、チョーク２６０の近位端において供給線２２０の外側導体２５６に短絡された近位配置された１／４波チョークである（図２０）。
【００５２】
チョーク２６０は、外側絶縁体２５８の上に配置され、外側絶縁体２５８はチョーク２６０を越えて、アセンブリ２１２の遠位端に向けて延びる。図２１において示されるように、外側絶縁体２５８は、外側絶縁体の遠位端を部分的に覆い、その結果、チョーク２６０の遠位端を越えて延びる外側導体２５８の一部は、外側絶縁体２５８によって覆われる一方で残りの部分はさらされる。拡張した外側絶縁体２５８は、近位部分２４２を通過する電流のブロッキングキャパシタンスを提供し、その結果、電流はチョーク２６０を越えてジャンプしない。実際には、拡張した外側絶縁体２５８は、チョーク２６０が、アンテナアセンブリ２１２上でチョーク２６０の位置を実際に物理的に変えることをしない可変位置チョークとして作用することを可能にする。
【００５３】
チョーク２６０は、また、ダイポールアンテナ２４０の近位部分２４２の高インピーダンス点に位置するエントランス（例えば、チョーク２６０の開放性の遠位端）を含む。この構成は、マイクロ波電流を放射セクション２１８に制限して、ほぼ球形の切除ボリュームの生成を可能にする。
【００５４】
図２１−２３に示されるように、アンテナアセンブリ２１２は、また、ダイポールアンテナ２４０の少なくとも一部の周囲に、すなわち、外側導体２５６および導電性部材２４５のさらされた部分の周囲に配置された管状の誘電体装荷２９０を含む。特に、誘電体装荷２９０は、供給点２４６を覆い、先端２４８まで延びる。誘電体装荷２９０は、管状構造を有し得、種々の誘電体材料（例えば、セラミック（例えば、酸化チタン、アルミナなど）またはプラスチック材料（例えば、ポリアミドプラスチック、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌａｗａｒｅのＤｕＰｏｎｔから入手可能なＶＥＳＰＥＬ（登録商標）））から形成され得る。誘電体装荷２９０は、アンテナ２４０の周囲に適合するように適した円筒形を形成するように機械加工され得るか、または種々の方法（例えば、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積など）を介して管状のコーティングを形成するようにアンテナ２４０の所望の部分に直接適用され得る。
【００５５】
図２０を参照すると、アンテナアセンブリ２１２は、ダイポールアンテナ２４０および供給線２２０を囲む管状ハウジング２７０を含む。管状ハウジング２７０は、非導電性−導電性ハイブリッド設計を有し得、遠位ハウジング部２７２および近位ハウジング部２７４を含み得る。近位ハウジング部２７２は、導電性材料または非導電性材料のいずれかから形成され得、アンテナアセンブリ２１２に構造上の支持を提供する。非導電性−導電性ハイブリッド設計は、導電性材料から形成された近位ハウジング部２７２と、非導電性材料から形成された遠位ハウジング部２７４とを含む。近位ハウジング部２７２の導電性材料は、ステンレス鋼またはほかの適切な医療用グレード金属であり得る。一実施形態において、近位ハウジング部２７２は、ステンレス鋼のハイポチューブから形成され得、アンテナアセンブリ２１２の近位部分に構造上の支持を提供する。近位ハウジング部２７２は、また、（例えば、ダイポールアンテナ２４０によって放射された）任意のマイクロ波エネルギーがアンテナアセンブリ２１２から移動することを妨げる。
【００５６】
遠位ハウジング部２７４は、誘電体材料（例えば、ポリイミド）から形成され得、組織を照射するためにマイクロ波エネルギーの伝送を容易にする。一実施形態において、遠位ハウジング部２７４は、近位ハウジング部２７２と同様の半径の剛性の非導電性円筒形（例えば、硬化プラスチックチューブ）であり得る。別の実施形態において、遠位ハウジング部２７４は、より大きな直径を有し得、その結果、近位ハウジング部２７２は遠位ハウジング部２７４内に適合する。より詳細には、近位ハウジング部２７２および遠位ハウジング部２７４は、放射状にまたは同心状に重ねられ得、その結果、遠位ハウジング部２７４は、アンテナアセンブリ２１２の全長に延び（ｒｕｎ）、近位ハウジング部２７２を囲む。
【００５７】
別の実施形態において、近位ハウジング部２７２および遠位ハウジング部２７４は、図２０に示されるように、近位ハウジング部２７２の切頭において結合され得る。このことは、圧縮フィッティング、ねじ切り嵌合、エポキシ接着、溶接およびほかの適切な方法によって達成され得る。先端２４８は、また、圧縮フィッティング、ねじ切り嵌合、エポキシ接着、溶接およびほかの適切な方法によって遠位ハウジング部２７４に結合され得る。アンテナアセンブリ２１２の構成要素を圧縮フィッティングおよび／または溶接することは、温度処理能力の増加を可能にし、アンテナアセンブリ２１２の製造能力を容易にする。
【００５８】
ハウジング２７０は、供給線２２０および放射セクション２１８の周囲にチャンバ２７５を画定する。チャンバ２７５は、アンテナアセンブリ２１２の全長に沿って、チャンバ２７５を通して冷却流体を循環させるように適合されている。冷却流体は、ハブ２２２を通って供給される水または食塩水などの誘電体であり得る。一実施形態において、冷却流体は、アンテナアセンブリ２１２が使用される組織と同様に、相対的に高い比誘電率を有し、その結果、流体の低導電性は、冷却流体が放射セクション２２０の周囲の誘電体バッファとして作用することを可能にする。このバッファリングは、組織が切除されるにつれ組織の誘電特性が変化する場合でさえ、アンテナアセンブリ２１２と組織との間のインピーダンス整合を可能にする。加えて、冷却流体は、供給線２２０を含むアンテナアセンブリ２１２を冷却して、より大きなエネルギー送達を可能にする。
【００５９】
一実施形態において、図２０に示されるように、１つ以上のインフローチューブ２８６（チューブ８６ａおよび８６ｂに類似）は、チャンバ２７５内に延び得、供給線２２０、放射セクション２１８およびチョーク２６０に沿って冷却流体を循環させる。チャンバ２７５内の残りの空間は、流体の戻り経路として作用し得、流体はアウトフローチューブ２８８を通って抜き取られる。
【００６０】
別の実施形態において、流体はチョーク２６０を通過し得る。図２１-２３を参照すると、チョーク２６０は、内側円筒形ケーシング２６１と外側円筒形ケーシング２６３を有する管状構造を含み、内側円筒形ケーシング２６１と外側円筒形ケーシング２６３との間に空洞２６５を画定する。流体は、空洞２６５を通ってチャンバ２７５に供給される。
【００６１】
図２１に示されるように、アンテナアセンブリ２１２は、外側絶縁体２５８、誘電体スペーサ２４７、誘電体装荷２９０およびチャンバ２７５を通って供給された冷却流体によって提供される誘電体バッファリング媒体２３０を含む。媒体３００は、放射セクション２１８と組織との間の誘電体バッファとして作用し、その結果、切除中に組織の電気特性が変化する場合に、アンテナアセンブリ２１２が切除の間中、共振し、エネルギー送達システム（例えば、生成器１４、ケーブル１６など）にインピーダンス整合したままにする。一実施形態において、媒体３００の構成要素の誘電率値は以下のようになる：外側絶縁体２５８は、約１〜約３０の範囲であり得、誘電体スペーサ２４７は、約２〜約１００の範囲であり得、誘電体装荷２９０は約２〜約１５０の範囲であり得、冷却流体は約３０〜約１００の範囲であり得る。
【００６２】
別の実施形態において、媒体３００の成分材料の誘電率値は、供給点２４６からの放射距離が増加するにつれ、誘電率値における漸進的な増加を提供するように選択される。一実施形態において、外側絶縁体２５８は、誘電体スペーサ２４７よりも低い誘電率を有し、誘電体スペーサ２４７は、同様に、誘電体装荷２９０よりも低い誘電率を有する。冷却流体は、最も高い誘電率を有する。より詳細には、誘電体スペーサ２４７または空気によって充填され得る、供給点２４６に装荷される誘電体材料は、外側絶縁体２５８の誘電率値よりも高いが、誘電体装荷２９０の誘電率値よりも低い誘電率値を有する。媒体３００の比誘電率における漸進的な増加は、可変の誘電特性の材料を提供することによって達成される。この構成は、切除中により良い組織に対するアンテナアセンブリ２１２のインピーダンス整合を可能にする。
【００６３】
本開示の記載された実施形態は、限定的ではなく、例示的であることを意図されており、本開示の全ての実施形態を表すことを意図していない。さまざまな変更および変形が、添付の特許請求の範囲において、文字通りに、そして法的に認識される均等物として述べられた本開示の精神または範囲から逸脱することなしになされ得る。
【００６４】
（要旨）
マイクロ波アンテナアセンブリが開示される。アンテナアセンブリは、内側導体と外側導体と内側導体と外側導体との間に配置される内側絶縁体とを含む供給線と、供給線に結合された放射セクションとを含み、該放射セクションはダイポールアンテナとダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷とを含む。
【符号の説明】
【００６５】
１０ マイクロ波切除システム
１２ マイクロ波アンテナアセンブリ
１４ マイクロ波生成器
１６ 可撓性の同軸ケーブル
１８ 放射セクション
２０ 供給線
２２ 接続ハブ
３０ アウトレット流体ポート
３２ インレット流体ポート
３４ 供給ポンプ
３６ 供給タンク
３８ シース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波アンテナアセンブリであって、
内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、
該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションはダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷とを含む、放射セクションと
を備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項２】
前記管状誘電体装荷は、酸化チタンおよびアルミナからなる群から選択される材料から形成される、請求項１に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項３】
前記管状誘電体装荷の材料は、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積からなる群から選択される方法によって、前記放射セクション上に堆積される、請求項２に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項４】
前記放射セクションは、近位部分と、遠位部分と、該近位部分と該遠位部分との間の供給点とをさらに含む、請求項１に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項５】
前記供給点は、誘電体材料を含む、請求項４に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項６】
前記管状誘電体装荷の誘電率は前記供給点の前記誘電体材料の誘電率よりも高い、請求項５に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項７】
前記外側導体上に配置された外側絶縁体と、
前記供給線の少なくとも一部に配置されたチョークであって、該外側絶縁体は該チョークの遠位部分を通過して延びる、チョークと
をさらに備えている、請求項６に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項８】
前記供給点の前記誘電体材料の前記誘電率は、前記外側絶縁体の誘電率よりも高い、請求項７に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項９】
チャンバを画定するハウジングであって、該チャンバは前記供給線および前記放射セクションを収容するように寸法が合わされ、該チャンバを通して誘電性冷却流体を循環させるように構成されている、ハウジングをさらに備えている、請求項８に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１０】
前記供給点の前記誘電体材料の前記誘電率は、前記外側絶縁体の誘電率よりも高い、請求項９に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１１】
前記誘電性冷却流体の誘電率は、前記供給点の前記誘電体材料の前記誘電率よりも高い、請求項１０に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１２】
マイクロ波アンテナアセンブリであって、
内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、
該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションは、ダイポールアンテナと誘電性媒体とを含み、該誘電性媒体は、可変の誘電率値の複数の構成成分の誘電体材料を含む、放射セクションと
を備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１３】
チャンバを画定するハウジングであって、該チャンバは前記供給線と前記放射セクションとを収容するように寸法が合わされ、該チャンバを通して誘電性冷却流体を循環させるように構成されている、ハウジングをさらに備えている、請求項１２に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１４】
前記放射セクションは、近位部分と、遠位部分と、該近位部分と遠位部分との間の供給点とをさらに含む、請求項１３に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１５】
前記誘電性媒体は、
前記外側導体の周りに配置された外側絶縁体と、
前記供給点に配置された誘電スペーサと、
前記ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷であって、該管状誘電体装荷は該外側絶縁体から延び、かつ該誘電スペーサを囲む、管状誘電体装荷と、
前記チャンバを通って循環する誘電冷却材と
を含む、請求項１４に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１６】
前記管状誘電体装荷は、酸化チタンおよびアルミナからなる群から選択される材料から形成される、請求項１５に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１７】
前記管状誘電体装荷の前記材料は、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積からなる群から選択される方法によって、前記放射セクション上に堆積される、請求項１６に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１８】
前記管状誘電体装荷および前記誘電冷却流体のそれぞれの誘電率は、前記供給点の前記誘電体材料の誘電率より高く、該誘電体材料の該誘電率は前記外側絶縁体の誘電率よりも高い、請求項１５に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１】
マイクロ波アンテナアセンブリであって、
内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、
該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションはダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷とを含む、放射セクションと
を備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項２】
前記管状誘電体装荷は、酸化チタンおよびアルミナからなる群から選択される材料から形成される、請求項１に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項３】
前記管状誘電体装荷の材料は、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積からなる群から選択される方法によって、前記放射セクション上に堆積される、請求項２に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項４】
前記放射セクションは、近位部分と、遠位部分と、該近位部分と該遠位部分との間の供給点とをさらに含む、請求項１に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項５】
前記供給点は、誘電体材料を含む、請求項４に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項６】
前記管状誘電体装荷の誘電率は前記供給点の前記誘電体材料の誘電率よりも高い、請求項５に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項７】
前記外側導体上に配置された外側絶縁体と、
前記供給線の少なくとも一部に配置されたチョークであって、該外側絶縁体は該チョークの遠位部分を通過して延びる、チョークと
をさらに備えている、請求項６に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項８】
前記供給点の前記誘電体材料の前記誘電率は、前記外側絶縁体の誘電率よりも高い、請求項７に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項９】
チャンバを画定するハウジングであって、該チャンバは前記供給線および前記放射セクションを収容するように寸法が合わされ、該チャンバを通して誘電性冷却流体を循環させるように構成されている、ハウジングをさらに備えている、請求項８に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１０】
前記供給点の前記誘電体材料の前記誘電率は、前記外側絶縁体の誘電率よりも高い、請求項９に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１１】
前記誘電性冷却流体の誘電率は、前記供給点の前記誘電体材料の前記誘電率よりも高い、請求項１０に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１２】
マイクロ波アンテナアセンブリであって、
内側導体と、外側導体と、該内側導体と該外側導体との間に配置された内側絶縁体とを含む供給線と、
該供給線に結合された放射セクションであって、該放射セクションは、ダイポールアンテナと誘電性媒体とを含み、該誘電性媒体は、可変の誘電率値の複数の構成成分の誘電体材料を含む、放射セクションと
を備えている、マイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１３】
チャンバを画定するハウジングであって、該チャンバは前記供給線と前記放射セクションとを収容するように寸法が合わされ、該チャンバを通して誘電性冷却流体を循環させるように構成されている、ハウジングをさらに備えている、請求項１２に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１４】
前記放射セクションは、近位部分と、遠位部分と、該近位部分と遠位部分との間の供給点とをさらに含む、請求項１３に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１５】
前記誘電性媒体は、
前記外側導体の周りに配置された外側絶縁体と、
前記供給点に配置された誘電スペーサと、
前記ダイポールアンテナの周りに配置された管状誘電体装荷であって、該管状誘電体装荷は該外側絶縁体から延び、かつ該誘電スペーサを囲む、管状誘電体装荷と、
前記チャンバを通って循環する誘電冷却材と
を含む、請求項１４に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１６】
前記管状誘電体装荷は、酸化チタンおよびアルミナからなる群から選択される材料から形成される、請求項１５に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１７】
前記管状誘電体装荷の前記材料は、スプレーコーティング、原子層堆積および蒸気層堆積からなる群から選択される方法によって、前記放射セクション上に堆積される、請求項１６に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【請求項１８】
前記管状誘電体装荷および前記誘電冷却流体のそれぞれの誘電率は、前記供給点の前記誘電体材料の誘電率より高く、該誘電体材料の該誘電率は前記外側絶縁体の誘電率よりも高い、請求項１５に記載のマイクロ波アンテナアセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１０−９４５１８（Ｐ２０１０−９４５１８Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３９８９４（Ｐ２００９−２３９８９４）
【出願日】平成２１年１０月１６日（２００９．１０．１６）
【出願人】（５０７３２５２７５）ビバント メディカル， インコーポレイテッド (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１６日（２００９．１０．１６）
【出願人】（５０７３２５２７５）ビバント メディカル， インコーポレイテッド (34)
【Ｆターム（参考）】
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