JPS62284649A - 体腔内挿入型加温用超音波アプリケータおよび超音波加温治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （イ）産業上の利用分野 本発明は、前立腺癌や臓器癌などを体内から加温治療す
る加温治療装置に関する。

（ロ）従来技術 従来の加温治療装置としては、マイクロ波域の電磁波を
アンテナから人体に向けて照射し。

誘導体積により発熱させて生体組織を加温する誘導加温
方式（例えば特公昭６０−２１７４４号公報）ないし、
超音波を体外から照射して患部を加熱する超音波加温方
式が存在する。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかし、いずれの方式も電磁波エネルギないし超音波エ
ネルギを体外から与えるものであるので２体内の深部に
位置する患部を局所的に加温することが難しいという問
題がある。

本発明は、前立腺腫瘍等身体深部の患部のみを局所的に
加温することができる超音波アプリケータを提供すると
共に、このアプリケータを用いて患部の加温状態を監視
しながら有効適切な加温治療が行い得る装置を提供する
ことを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 第１の発明は１体腔管内に加熱用超音波を発生する超音
波トランスデユーサは一点に超音波を集束させる集束特
性を持たせた超音波アプリケータである。

第２の発明は、第１の発明の体腔内挿人形超音波アプリ
ケータを用いて有効な加温治療を行うための装置であっ
て、第１の発明のアプリケータと、アプリケータの挿入
された体腔と隣接する体腔内に挿入される温度検出部を
有する測温装置とを備えたものである。

（木）作用 超音波によって加熱する方式なので、その焦点付近のみ
加熱することが可能で、且つその焦点の位置も制御する
ことが容易である。そして、超音波トランスデユーサが
詰められている体腔管は２人体の体腔内に容易に挿入す
ることができるような、細長い形状とされている。

そのため、この体腔管を患者身体の体腔に挿入し、身体
の深部の患部にきわめて近い位置に到達させることがで
き、さらに放射する超音波の焦点位置を制御することに
よって、患部に超音波を集束させることができるので、
身体深部の患部のみを局所的に加温することを確実にし
かも効率良く実行できる。

また、アプリケータの挿入された近傍の体腔内には測温
装置の温度検出部が挿入されるので、加温状態を直接監
視でき、超音波の集束性と相まって、健康組織の損傷を
有効に防止できるとともに適切な加温治療が行い得る。

（へ）実施例 以下第１図〜第７図に例示するところに従って本発明を
説明する。第１図、第３図、第４図は第１の発明の実施
例を示す図で、同一部品には同一符号を付している。

第１図において超音波アプリケータ１（以下単にアプリ
ケータと称する）は体腔管２を備えている。この体腔管
２は５人体の直腸などに容易に挿入できるよう２例えば
直径１２ｍｍ〜１５ｍｍの円筒状とされており、可撓性
であることが望ましい。その先端付近には超音波トラン
スデユーサ３が納めらでいる。この超音波トランスデユ
ーサ３は、振動子たる円形の圧電素子３−１を有し、そ
の背面には超音波を前方に効率よく発射させるための背
面層３−２が設けられ。

さらにその前方には超音波を焦点に集束させるための凹
面の音響レンズ４が設けられている。

圧電素子３−１には発振器８（第７図）からケーブル５
を介して駆動用信号が送られる。この圧電素子３−１よ
り発生した超音波は音響レンズ４により集束されるよう
にして２体腔管２の窓２−１より外部に発射させられる
。この体腔管２の周囲には、ポリエチレン等のチューブ
６が被せられ、その中に水７などが満たされている。

第１図のアプリケータ１で例えば、前立ＨＨの加温治療
を行う場合、第７国に示すようにアプリケータ１を患者
の肛門から直腸に挿入し。

前立腺の丁度後側にその先端を位置決めする。

位置決め後直腸壁とアプリケータ１との間に空気層が生
じて超音波の伝搬が損なわれないようにチューブ６内に
水７が満たされる。この状態で発振器８を駆動し、超音
波トランスデユーサ３から超音波を発射する。直腸壁と
前立腺は至近距離にあたるため、超音波トランスデユー
サ３は患部に非常に近く、且つ、直腸壁とアプリケータ
１間は水７で満たされているので、超音波の損失が少な
く、効率よく、前立腺の患部を加温することができる。

実験によれば２発振周波数ＩＭＨｚ、４３℃で１００分
、４２℃で２００分で良好な結果が得られた。

患部がある大きさを持っている場合は、アプリケータ１
の全体を左右に首振り運動させたり、あるいは上下に往
復運動させたりして、焦点位置を移動させる。そのため
には、アプリケータ１の根本部分にアプリケータ１の全
体を回転させるモータや、上下動させる機構などを設け
るのが望ましい。

この焦点位置の変更ないし調整のためにアプリケータｌ
は椅子９に保持器１ｏを介して植立されており、保持器
１０はアプリケータ１を上下、左右並びに回転させる機
構を有している。

第３図、第４図は他の実施例を示すもので。

アプリケータ自体を外部より動かして焦点位置を変更す
る代わりに、音響レンズの曲率ないし超音波トランスデ
ユーサの配設曲率を変えることにより、焦点位置を変更
できるようにしたものであ漬。

第３図において、音響レンズ４′は、液体の流入孔４′
−１を有し、且つ超音波放出面が球面の一部をなし、そ
の中央部が厚く周辺部程薄い弾性材で形成された容器４
−１と、この容器４−１内に充填される人体の伝搬速度
より速い伝搬速度を有する液体４−２とで構成されてい
る。

上記構成において、流入孔４′−１に連通しアプリケー
タ１外に導出するチューブ１１を介して容器４−１内に
充填する液体４−２の量。

すなわち、容器４−１内の液体充填圧を変えることによ
り、超音波放出面を形成する球面の曲率を変えることが
できる。

この曲率を変化させることにより、音響レンズ４′の集
束特性が変わり、超音波の集束する焦点位置が変わる。

第４図において、１２は超音波トランスデユーサの支持
体で１例えば銅基形状の形状記憶合金製で半球形状に形
成されている。この支持体１２は保持腕１３を介して体
腔管２に固定されている。

また、支持体１．２の凹面側には背面層３−２を介して
多数の超音波トランスデユーサ３′−１がマトリックス
ないし放射状に配列固定されている。１４は２体腔管２
の窓２−１の外周縁と保持腕１３間に設けられた弾性材
よりなるシールド膜体、１５は形状記憶合金製の支持体
１２のリード線で、一端は保持腕１３に設けられた導入
孔をへて支持体１２に、他端はアプリケータｌ外に延在
する。

上記構成において、リード線１５を通じて支持体１２に
通電すると、支持体１２０曲率が変化し、超音波の集束
する焦点位置が変わる。

焦点位置の変更、すなわち支持体１２０曲率はそれに供
給する電流により任意に行い得る。

なお、アプリケータ１の体腔管２を可撓性ないし柔軟性
を有するフレキシブルな部材で形成することにより、ア
プリケータｌをより患者に近接でき効率よく加温するこ
とができると共に。

体腔内への挿入操作が容易に行い得、患者の苦痛も軽減
できる。

また、第４図で支持体１２を形状記憶合金で形成し、温
度変化で曲率を変えるようにしたが、支持体１２を弾性
材で半球状に形成し１機械的に変形させて曲率を変える
ようにしてもよい第２図は上記構成のアプリケータと組
合わせて使用される第２の発明の一構成要素である測温
装置の構成を示す図で２体腔（尿道管）内に挿入される
温度検出部１６とこの検出部１６の出力電気信号を増幅
する増幅器１７−１とその出力を指示する指示計１７−
２を有する計測部１７とで構成されており１両者は細い
ケーブル１８で接続されている。温度検出部１６は、測
温素子１６−１とそれを先端部に収容する管１６−２と
よりなる。この管１６−２は測温素子１６−１としては
極めて小さいサーモ・カップルないし抵抗温度計を用い
ることにより細くてきるので１体腔（尿道）内への挿入
にあたっては彼検器の苦痛を著しく軽減できる。

アプリケータ１と第２図の測温装置を用い前立腺癌の加
温治療を行うには、第７図に示すようにアプリケータ１
を肛門から直腸に挿入し。

前立腺の丁度後側にその先端を位置決めする。

この位置決めは、第１図の構成のアプリケータでは、保
持器１０でアプリケータ自体を移動させ、また第３図、
第４図では保持器１０によるアプリケータの移動と音響
レンズを構成する容器４−１への液体の充填圧ないし支
持体１２内への、電流量による支持体１２の曲率調整の
組み合わせにより行う。

次に測温装置の温度検出部１６を尿並より挿人し、前立
腺内に位置させる。

この状態で発振器８を駆動し、超音波トランスデユーサ
３．３’　−１から超音波を発射する。この際、前立腺
の加熱温度は温度検出部１６で検出され、計測部１７で
計測されるので、その温度を読みとる。この指示値に基
づいて前立腺の患部が所定値の温度（４２〜４５°Ｃ）
になるように発振器８の出力を制御すると共に尿道部が
過加熱されないように監視する。この場合過加熱になっ
た際、計測部１７て発振器８の駆動を停止ないし発振器
８の発振出力を制御するようにしておけば有益である。

また、超音波トランスデユーサとしては、第５図に示す
ような、短冊状圧電素子５２を電極５３で挟んだものを
多数差べて、各素子５２に与える駆動信号のタイミング
を電子的に制御することにより、焦点Ｆの距雛、方向を
電子的に制御する超音波トランスデユーサ５１を用いて
もよい。各素子５１の配列方向を横方向（アプリケータ
ｌの軸方向に直角な方向）とすれば。

アプリケータ１全体の首振り運動は不要となり、縦方向
（アプリケータ１の軸方向）とすればアプリケータ１の
上下動を行う必要がなくなる上記では、超音波トランス
デユーサを単に加温用超音波発生のた６めにしか用いて
いないが。

超音波画像撮影用にも用いることができる。

第５図の超音波トランスデユーサ５１を用いた場合の一
例を第６図に示す。

スイッチ４２を上側に倒して連続波発生器４３からの連
続波を焦点制御回路４１を介して超音波トランスデユー
サ５１に送れば、超音波が連続的に発射され、患部の加
温治療が行われる。このとき、焦点制御回路４１によっ
て、超音波の焦点が患部に位置するようにされる。患部
が大きくて焦点を適宜移動させる必要のある場合は、Ｃ
ＰＵ４Ｂの制御の下に角度信号発生器４５から角度信号
を発生させて、焦点の方向を動かすようにする。超音波
断層像を撮影する場合は、スイッチ４２を下側に倒し、
インパルス発生器４４からのパルス信号を焦点制御回路
４１を介してトランスデユーサ５１に送る。このとき、
角度信号発生器４５はパルス毎に異なる角度信号を発生
し、超音波発射方向が順次変化させられていって、セク
タスキャンがおこなわれる。パルス的に発生させられた
超音波が体内の各Ｍｉ織で反射して再び超音波トランス
デユーサ５１に戻ってぎて受波され、受波信号が得られ
ると、その信号は受信器４６に送られ、ざら　　（に波
形操作回路４７を経てフィルタリング等を受けた上てＣ
ＰＵ４８を介してメモリ４９に蓄積される。こうして一
連の超音波発射・受波によるスキャンが終了すると、ス
キャンされた平面の断層像が、ＣＲＴ装置５０等の画像
表示装置によって表示される。短冊状圧電素子５２の配
列方向が横方向であれば横断面の断層像が。

縦方向であれば縦断面の断層像が表示される。

したがって、実際に使用にあたっては、まず断層像を得
て患部を特定したのち、その患部に超音波が集束するよ
うに各パラメータの設定を行った後に加温用の連続波を
発射するわけである。その際、極めて細いサーモカップ
ルや抵抗温度計等の測温素子１６−１を有する温度検出
部１６を尿江内に挿入して温度信号をＣＰＵ４８に送り
、加温中に患部の温度を制御する。また、加温と断層像
による観測とを繰り返して連続的な治療を行うことがア
プリケータを差しかえることなく実現できる。

ト）効果 本発明の超音波アプリケータおよび超音波加温装置によ
れば、深部の局所加温が可能になると共に患部の加）Ｈ
温度を直接監視できるので患部の治療効果が向上し、−
また、健康な組織に損傷を与えることがない。　　　　
゛

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例の断面図、第２図は、第２
の発明に用いられる測温装置の構成を示す略図、第３図
・第４図は第１の発明の池の実施例の断面図、第５図は
超音波トランスデユーサの他の実施例を示す斜視図、第
６図は超音波画像をも得る実施例のブロック図、第７図
は加温治療状態を示す図である。 １ニアブリケータ　　　　　２：体腔管３・３′−１・
５１：超音波トランスデユーサ４・４′　：音響レンズ １６：温度検出部（１６−１測温素子、１６−２管） １７：計測部（１７−１ｔ！！ｉ幅器、１７−２指示計
） 特許出願人　渡　辺　　　決　　他１名５（Ｊみイづ゛ 第Ｇ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、焦点に集束される加温用超音波を発生する超音波ト
   ランスデューサを体腔管内に収容してなる超音波アプリ
   ケータ。 ２、焦点位置が外部から変更できるものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波アプリケー
   タ。 ３、焦点に集束される加温用超音波を発生する超音波ト
   ランスデューサを細管内に収容してなる超音波アプリケ
   ータと、前記アプリケータの挿入された体腔と隣接する
   体腔内に挿入される温度検出部を有する測温装置とより
   なる超音波加温治療装置。