JP4295088B2 - 集束超音波を用いた治療用プローブ - Google Patents
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Description
この集束超音波治療技術は精度が要求される治療、例えば治療すべき区域が保護すべき傷付き易い器官の近くにあるとき、例えば前立腺の治療に特に有用である(前立腺の治療では患者が失禁する恐れがあるため外括約筋に触れてはならない)。
下記文献には斜面に切られた直腸プローブが記載されている。
下記文献には前立腺の治療に適した直腸プローブが記載されている。
下記文献の図2には映像用変換器と治療用変換器とを備えた体外治療装置が開示されている。
映像用変換器は直線走査を行うアレイにするのが好ましい。この場合、映像用変換器を治療用変換器の長手方向と平行にするのが有利である。映像用変換器を治療用変換器と一体化することもできる。
プローブの向き決めるための玉継手を支持体にさらに設けることもできる。別の解決策では、支持体がアーチを有し、プローブをこのアーチに沿って移動させることもできる。この場合、アーチの半径をアーチと治療用変換器の焦点との間の距離にほぼ等しくするのが有利である。
本発明の別の実施例では、治療用変換器がプローブ本体内に回転自在(好ましくは回転軸線に対して直角な軸線を中心として)に取り付けられる。
さらに別の実施例では、映像用変換器がプローブ本体部に可動な状態で取付けられる。
さらに別の実施例では、映像用変換器をプローブ本体内部を前後運動(好ましくは回転軸線と平行な方向に沿って)できるように取り付けることができる。
本発明の一実施例では、映像用変換器が直線走査を行うアレイである。
別の実施例では、映像用変換器の軸線が治療用変換器の長手方向と平行である。
さらに別の実施例では、映像用変換器が治療用変換器と一体化される。
さらに別の実施例では、プローブが支持体上に回転自在に取り付けられる。この支持体は回転軸線に対して直角な面内でプローブを前後方向に移動させる。
一実施例では支持体がプローブの向きを決める玉継手を有する。
さらに別の実施例では、支持体がアーチを有し、プローブはこのアーチに沿って移動する。
別の実施例では、アーチの半径がアーチと治療用変換器の焦点との間の距離にほぼ等しい。
本発明の上記以外の特徴および利点は添付図面を参照した以下の実施例の説明からより良く理解できよう。
本発明プローブは使用が簡単であり、全ての患者に容易に合せることができる。プローブの接触領域(音響軸線に沿った患者への投影面)または患者とプローブとの接触区域は最小なり、これは治療用変換器の寸法にほぼ対応する。
モニターを用いてオペレータに指示を出し、映像用変換器によって得られた画像をモニター上に映像化し、入力手段を用いてターゲット範囲を入力する。この入力手段は一般的なに任意のポインティングンデバイスにすることができる。その後、治療は全てコンピュータ制御で行われる。超音波治療機器を制御するためのコンピュータまたはその類似装置の使用法自体は公知であり、詳細は説明しない。
次に、オペレータはプローブを尾側の第2断面へ移動させる。続いて、第1断面の場合と同じ操作を行ってこの第2断面に皮膚および治療すべき病巣をマークする。その後、それに続く各断面にプローブを移動させて各断面でマーキングする。
f : 変換器の励起周波数
Pref E : 変換器の基準出力(W)(焦点区域にある組織を凝塊壊死させるために焦点で要求される強度を発生させるために変換器に供給される出力)
η : 変換器の電気音響収率: 変換器に供給した音響出力と消費出力との比
Pref A : 変換器の基準出力(W)(焦点区域にある組織を凝塊壊死させるために変換器に供給しなければならない出力で、Pref A=Pref E*ηで定義される)
Dfoc : 変換器の焦点距離(痩せた患者の場合には焦点距離を短くするのが好ましい)
Φtot : 変換器の直径(長手方向に沿った変換器の寸法)
Φtrunc : 変換器の切頭直径(横断方向に沿った変換器の寸法)。
さらに、下記記号を定義する:
DL : 長手方向の点間隔
DT : 横断方向の点間隔
Ton : 各パルスの持続時間
Toff : パルス間隔
式: P=Pref* exp(2*α*1*Dep/10)
(ここで、
αはNp/cm/MHzで表される組織の吸収係数(HIFU治療の場合には、種々の文献に示されている超音波で使用可能な値(一般に0.04〜0.05)よりも高い値(0.06〜0.08)を用いる)
Depはmmで表される組織の横断厚さで、このDepは皮膚までの距離と焦点距離の関数である:
Dep=Dfoc−S
(ここで、Sは変換器から皮膚までの距離)
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、当業者は本発明を種々変形できるということは理解できよう。細長い形をした他の治療用変換器を使用することもできる。映像用変換器および治療用変換器の運動機構を〔図1〕〜〔図7〕に示したものとは異なる機構にすることもできる。すなわち、オペレータがプローブを組織から離反、接近させたい場合には、音響軸線に平行な第3の並進運動をプローブにさせることもできる。〔図12〕の玉継手の代わりに互いに直角な2つの軸を用いることもできる。
Claims (19)
- 治療用変換器(10)と映像用変換器(18)とを支持し且つ軸線(8)を中心にして回転自在に取付けられたプローブ本体(2)を有し、
上記治療用変換器(10)は細長い形をしており、焦点に向かって集束超音波を照射するための音響軸線を有し、この治療用変換器(10)が出す音響波は非対称な円錐形で、この非対称な円錐形の頂点の角度の開きは治療用変換器の長手方向の時よりも治療用変換器の横断方向の時の方が小さく、上記頂点は焦点に対応し、
上記映像用変換器(18)は映像面を有し、
治療時には上記治療用変換器の音響軸線はプローブ本体(2)の回転軸線と同じになり、映像形成時には上記映像用変換器(18)の映像面が治療位置での上記治療用変換器(10)の音響軸線を含む
ことを特徴とする集束超音波治療用プローブ。 - 治療用変換器(10)がプローブ本体(2)内部に可動な状態で取付けられている請求項1に記載のプローブ。
- 治療用変換器(10)がプローブ本体内部に、好ましくは回転軸線(8)に対して直角な軸線を中心として、回転できるように取付けられている請求項2に記載のプローブ。
- 映像用変換器(18)がプローブ本体(2)内部に可動な状態で取付けられている請求項1〜3のいずれか一項に記載のプローブ。
- 映像用変換器(18)がプローブ本体内に、好ましくは回転軸線(8)に対して平行な方向に沿って並進運動自在に取り付けられている請求項4に記載のプローブ。
- 治療用変換器(10)のアスペクト比が1.2以上である請求項1〜5のいずれか一項に記載のプローブ。
- 治療用変換器(10)のアスペクト比が2.5以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載のプローブ。
- 映像用変換器が直線走査を行うアレイである請求項1〜7のいずれか一項に記載のプローブ。
- 映像用変換器が治療用変換器の長手方向と平行である請求項8に記載のプローブ。
- 映像用変換器と治療用変換器とが一体化されている請求項1および6〜9のいずれか一項に記載のプローブ。
- プローブが回転自在に取付けられた支持体を有し、この支持体(74、78)が回転軸線(8)に対して直角な面内でプローブを並進移動させる請求項1〜10のいずれか一項に記載のプローブ。
- 支持体がプローブを回転軸線の方向に沿ってさらに並進移動させる請求項11に記載のプローブ。
- 支持体がプローブの向きを変えるための玉継手(76)を有する請求項11または12に記載のプローブ。
- 支持体がアーチ(80)を有し、プローブがこのアーチ(80)に沿って移動する請求項11または12に記載のプローブ。
- アーチの半径がアーチと治療用変換器の焦点との間の距離にほぼ等しい請求項14に記載のプローブ。
- プローブ本体の端部に超音波を透過する可撓性の小さいバルーン12を有し、このバルーン12は超音波を透過させるカップリング流体を用いて膨らますことができ、
上記バルーン12は治療用変換器(10)の音響軸線(8)に対して対称な剛性輪郭形状部を有し、膨張したバルーン(12)の最先端が音響軸線(8)上に来る、
請求項1〜15のいずれか一項に記載のプローブ。 - 膨張したバルーン(12)が音響軸線(8)に対して対称になる請求項16に記載のプローブ。
- プローブ本体(2)の形が上記回転軸線および治療用変換器の長手方向軸線を含む面に対して非対称であり、上記剛性輪郭形状部がプローブ本体(2)の端部とマスク(26)とによって区画される請求項17に記載のプローブ。
- 請求項1〜18のいずれか一項に記載の集束超音波治療用プローブと、映像用変換器によって得られた画像を見るためのモニターと、このモニター上に変換器とその音波ビームとターゲット病巣とを表示する手段と、ターゲット範囲を決める手段と、治療を行うコンピュータ制御手段とを含む超音波治療装置。
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