WO2023234231A1 - Ultrasound therapy device for cardiac disease - Google Patents

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宏明 下川
孝 岡田
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Abstract

The purpose of the present invention is to provide an ultrasound therapy device for cardiac disease that enables ultrasound irradiation of the entire heart. The present invention provides an ultrasound therapy device characterized by including: at least two ultrasound transducers that transmit and receive ultrasound waves; and a holding unit that controls the irradiation of ultrasound beams from the at least two ultrasound transducers and holds the ultrasound transducers. Said device is also characterized in that the at least two ultrasound transducers irradiate ultrasound beams so that the irradiated ultrasound waves are irradiated over the entire heart.

Description

心疾患の超音波治療装置Ultrasonic treatment device for heart disease
 本発明は、心疾患の超音波治療装置に関する。 The present invention relates to an ultrasound treatment device for heart disease.
 社会の高齢化に伴い、狭心症、心不全、不整脈など循環器領域、なかでも心疾患の有病率の増加が継続している。 With the aging of society, the prevalence of cardiovascular diseases such as angina pectoris, heart failure, and arrhythmia, especially heart diseases, continues to increase.
 循環器領域で深刻な問題となっているのが「心不全パンデミック」と言われる心不全患者の世界的な急増であり、2015年の高齢者心不全(日本の65歳以上の人口における心不全新規発症推定数)は29万人と報告されている(非特許文献1)。特に、高齢者を中心とした、心臓の収縮能は保たれているが拡張能が低下して生じる心不全(heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF)が問題となっている。本発明者らが行った疫学研究では、現在、慢性心不全患者の50%以上がHFpEFである(非特許文献2)。HFpEF患者は、軽度の負荷で容易に心不全の急性増悪をきたし、年に何回も入退院を繰り返し、生活の質が低下し、予後も悪く、医療費増大の原因になっている。収縮能が低下した心不全(HFrEF)には有効な薬物治療が開発されているのに対し、HFpEFには有効な治療法が存在しないため、HFpEFに対する安全で有効な治療法の開発が待望されている。 A serious problem in the cardiovascular field is the rapid increase in the number of heart failure patients worldwide, which is referred to as the "heart failure pandemic." ) is reported to be 290,000 people (Non-Patent Document 1). In particular, heart failure (heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF), which occurs when the contractile capacity of the heart is maintained but the diastolic capacity is reduced, has become a problem, especially among elderly people. According to an epidemiological study conducted by the present inventors, currently more than 50% of chronic heart failure patients have HFpEF (Non-Patent Document 2). HFpEF patients easily experience acute exacerbation of heart failure under mild stress, are hospitalized and hospitalized several times a year, have a decreased quality of life, have a poor prognosis, and are the cause of increased medical costs. While effective drug treatments have been developed for heart failure with decreased contractility (HFrEF), there is no effective treatment for HFpEF, so the development of safe and effective treatments for HFpEF is long-awaited. There is.
 また、国内の狭心症(高血圧性除く虚血性心疾患)の患者数は年間72万人(平成30年版厚生労働白書 虚血性心疾患患者数の状況より)と言われ、ニトログリセリンなど一時的な症状改善のための薬物療法、経皮的冠動脈インターベンション(PCI)や冠動脈バイパス手術(CABG)による根治を目的とした血行再建術などの既存治療は存在するが、PCIやCABG後に胸部症状の残る重症狭心症患者が40%程度おり、継続的な薬物療法を必要とするQOLの悪い状況が続き予後2~5年と言われている。血行再建術による根治治療で改善が見られなかった重症狭心症患者への治療選択肢は実質的になく、アンメットニーズが大きい。 Furthermore, the number of patients with angina pectoris (ischemic heart disease excluding hypertension) in Japan is said to be 720,000 annually (according to the 2018 edition of the Health, Labor and Welfare White Paper on the number of patients with ischemic heart disease), and temporary treatments such as nitroglycerin, etc. Although there are existing treatments such as drug therapy to improve symptoms, percutaneous coronary intervention (PCI) and coronary artery bypass surgery (CABG) for the purpose of complete treatment, Approximately 40% of patients remain with severe angina, and their QOL continues to be poor, requiring continuous drug therapy, with a prognosis of 2 to 5 years. There are virtually no treatment options for patients with severe angina who have not seen improvement after radical treatment with revascularization, and there is a large unmet need.
 さらに、肺動脈性肺高血圧症(PAH)は、患者数は2587名(2013年度 難病情報センター)と少ないが、肺動脈壁の血管内皮および血管平滑筋が無秩序に異常増殖し、肺動脈内腔を狭小化~完全閉塞するために肺血管抵抗が増加し肺動脈圧が上昇し、最終的には慢性圧負荷による右心不全で患者が死亡する難治性疾患(指定難病86)である(5年生存率:約50%)。PAHには、(1)特発性PAH、(2)遺伝性PAH、(3)薬剤誘発性PAH、(4)膠原病に伴うPAH、(5)HIV感染症に伴うPAH、(6)門脈圧亢進症に伴うPAH、(7)先天性心疾患に伴うPAH、(8)住血吸虫症に伴うPAHに分類されているが、いずれの場合も発症要因は解明されておらず、「難病」に指定されている。治療としては、肺動脈を拡張させ増殖を抑制する3系統の薬剤(プロスタサイクリン製剤、エンドセリン受容体拮抗薬、一酸化窒素NOの作用を増強するホスホジエステラーゼ5阻害薬)が承認されているが、有効性は十分ではなく、予後の悪い難病として、新たな治療法の開発が待たれている。 Furthermore, although the number of patients with pulmonary arterial hypertension (PAH) is small at 2,587 (2013 Intractable Disease Information Center), the vascular endothelium and vascular smooth muscle of the pulmonary artery wall proliferate abnormally, narrowing the lumen of the pulmonary artery. ~It is an intractable disease (designated intractable disease 86) in which complete occlusion increases pulmonary vascular resistance and pulmonary artery pressure, and patients ultimately die from right heart failure due to chronic pressure overload (5-year survival rate: approx. 50%). PAH includes (1) idiopathic PAH, (2) hereditary PAH, (3) drug-induced PAH, (4) PAH associated with collagen disease, (5) PAH associated with HIV infection, and (6) portal vein. PAH is classified into PAH associated with hypertension, (7) PAH associated with congenital heart disease, and (8) PAH associated with schistosomiasis, but in each case, the cause of onset is unknown and is considered an "intractable disease." is specified. Three types of drugs have been approved for treatment: prostacyclin preparations, endothelin receptor antagonists, and phosphodiesterase 5 inhibitors that enhance the action of nitric oxide NO, which dilate pulmonary arteries and suppress proliferation, but their effectiveness remains limited. As it is an intractable disease with a poor prognosis, the development of new treatments is awaited.
 超音波治療装置は、1917年に、P. Langevinが、世界初の実用的な超音波トランスデューサーを発明し、これ以降、超音波は、医療診断と治療の両面で利用されてきた(非特許文献3)。 The world's first practical ultrasound transducer was invented by P. Langevin in 1917, and since then ultrasound has been used for both medical diagnosis and treatment (non-patented). Reference 3).
 超音波医療診断では、超音波を送受信する超音波トランスデューサーを体表へ密着させ、臓器などの体内対象物で反射した超音波を受信し、反射波が超音波トランスデューサーに到達するまでの時間から対象物までの距離を計算し、対象物を画像化する原理が用いられている。 In ultrasound medical diagnosis, an ultrasound transducer that transmits and receives ultrasound waves is placed in close contact with the body surface, and the ultrasound waves reflected from internal objects such as organs are received, and the time it takes for the reflected waves to reach the ultrasound transducer is measured. The principle used is to calculate the distance from to the object and create an image of the object.
 超音波診断の臨床応用の最初の成功例としては、1950年のH.T. Ballantineによる脳腫瘍の検出(非特許文献4)、G.D. Ludwigによる胆石の検出(非特許文献5)が挙げられる。1950年代には、乳腺、乳がん、心臓、血管の画像化、心臓や眼球の断層撮像、超音波ドプラによる血流測定が報告されている。1960年代に入り、D.W. Bakerが、古典的な連続波ドプラ方式に代わり、パルスドプラ方式(非特許文献6)を提案し、超音波診断の実用化の時代が本格化した。1970年代は、より高精度な画像化を実現するため、走査方式に関する研究などが行われ、1980年代以降は、ディジタル信号処理の恩恵を受け、超音波診断技術は飛躍的な発展を続けている。 The first successful examples of clinical application of ultrasound diagnosis include the detection of brain tumors by H.T. Ballantine in 1950 (Non-Patent Document 4) and the detection of gallstones by G.D. Ludwig (Non-Patent Document 5). In the 1950s, imaging of mammary glands, breast cancer, the heart, and blood vessels, tomographic imaging of the heart and eyes, and measurement of blood flow using Doppler ultrasound were reported. In the 1960s, D.W. Baker proposed the pulsed Doppler method (Non-Patent Document 6) in place of the classic continuous wave Doppler method, and the era of practical use of ultrasound diagnosis began in earnest. In the 1970s, research was conducted on scanning methods to achieve more precise imaging, and since the 1980s, ultrasound diagnostic technology has continued to make dramatic advances thanks to the benefits of digital signal processing. .
 超音波治療では、体外から強力な超音波を照射し、体内の対象部位を焦点としてエネルギーを集結させることにより、血栓除去、結石破砕、がん組織の破壊する方式が主流となっているが、とう痛緩和効果についても数多く報告されている。 The mainstream method of ultrasound treatment is to remove blood clots, crush stones, and destroy cancerous tissue by emitting powerful ultrasound waves from outside the body and concentrating the energy at the target area within the body. There have also been many reports on its pain-relieving effects.
 1939年にR. Pohlmanらは超音波治療器を製作し、座骨神経痛の軽減効果を報告している(非特許文献7)。その後、1942年のL.G. Lynnらが集束超音波による組織破壊(非特許文献8)、1952年の岡らによる、関節炎、外傷後遺症、神経痛の疾患部へ超音波照射と鎮痛や運動機能回復の効果についての報告(非特許文献9)、1953年のW.D. Mulvancyによる集束超音波による結石破砕の有効性についての報告(非特許文献10)が続いた。 In 1939, R. Pohlman et al. produced an ultrasonic therapy device and reported its effectiveness in reducing sciatica (Non-Patent Document 7). Later, in 1942, L.G. Lynn et al. reported tissue destruction using focused ultrasound (Non-Patent Document 8), and in 1952, Oka et al. reported the effects of ultrasound irradiation on diseased areas of arthritis, trauma sequelae, and neuralgia, and the effect of analgesia and recovery of motor function. (Non-Patent Document 9), followed by a report by W.D. Mulvancy in 1953 on the effectiveness of stone fragmentation using focused ultrasound (Non-Patent Document 10).
 1980年代後半になると、集束超音波によるがんの温熱療法や低強度超音波による薬物効果促進などの超音波の新たな臨床応用について検討が開始された。この中では、強力集束超音波(High Intensity Focused Ultrasound:HIFU)による治療技術の開発が、皮膚切開の必要がなく、外科手術のような組織侵襲もなく、身体的負担も少ないため、近年活発化している。 In the late 1980s, studies began on new clinical applications of ultrasound, such as hyperthermia therapy for cancer using focused ultrasound and promotion of drug effects using low-intensity ultrasound. Among these, the development of treatment technology using High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) has become active in recent years because it does not require skin incisions, does not involve tissue invasion like surgery, and is less physically burdensome. ing.
 低出力超音波パルス(Low Intensity Pulsed Ultrasound:LIPUS)技術も、1990年代後半に帝人ファーマが超音波骨折治療器としてセーフス(登録商標)exogen(登録商標)を上市し、前腕骨・上腕骨・大腿骨・下腿骨や鎖骨の骨折治癒期間を約40%短縮する治療技術として普及している。本治療器は、直径30mm程度の平板の振動子で同径程度の骨折箇所に照射するが、足や手など表在部に比較的近い骨の治療のため、狙った位置での限定的な部位、かつ骨折に特化した治療機器である。作用機序が「物理的刺激による骨癒合の促進」とされているため適応症の拡大は進んでいない。 Low Intensity Pulsed Ultrasound (LIPUS) technology also developed in the late 1990s when Teijin Pharma launched Safus (registered trademark) and Exogen (registered trademark) as ultrasonic fracture treatment devices. It has become popular as a treatment technique that shortens the healing time for fractures of the lower leg and clavicle by about 40%. This treatment device uses a flat plate vibrator with a diameter of about 30 mm to irradiate fractures of about the same diameter, but because it treats bones that are relatively close to the superficial parts of the body, such as the feet and hands, it can only be used in a limited manner at the targeted location. This is a treatment device that is specific to the site and bone fracture. Because its mechanism of action is said to be ``promotion of bone union through physical stimulation,'' its indications have not expanded.
 本発明者らは、2000年に衝撃波のヒト培養臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)照射により内皮型一酸化窒素合成酵素の発現が亢進するというMariottoの学会発表(非特許文献11)を契機に、衝撃波による自己治癒力の活性化アプローチに取り組み、2004年に低エネルギーの衝撃波を培養ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)に照射すると血管内皮細胞増殖因子(VEGF)の発現が亢進することを発見した(非特許文献12)。その後、本発明者は、血管内皮細胞増殖因子(vascular endothelial growth factor;VEGF)や内皮型一酸化窒素合成酵素(endothelial nitric oxide synthase;eNOS)の発現亢進が、血管新生や抗炎症作用を惹起することを見出し、2006年に心臓病専用の低出力対外衝撃波治療装置の開発を開始し、スイスのStorz社と共同開発を進め、狭心症の治療に貢献している。ただし、心臓に適用した衝撃波治療装置には、(1)照射の位置合わせがやや煩雑(肺損傷の恐れ)、(2)治療時間がかかる(心拍同期)という課題があった。この課題解決のため、(1)照射の位置合わせが容易(肺への傷害なし)、(2)治療時間の短縮が可能な、低出力パルス波超音波による治療装置の開発が行われた。 In 2000, the present inventors took advantage of Mariotto's conference presentation (Non-Patent Document 11) that shock wave irradiation of cultured human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) enhances the expression of endothelial nitric oxide synthase (Non-Patent Document 11). In 2004, he discovered that irradiating cultured human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) with low-energy shock waves enhanced the expression of vascular endothelial growth factor (VEGF). Patent Document 12). Subsequently, the present inventor discovered that increased expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) and endothelial nitric oxide synthase (eNOS) induces angiogenesis and anti-inflammatory effects. After discovering this, in 2006 they began developing a low-power external shock wave therapy device specifically for heart disease, and are now contributing to the treatment of angina pectoris through joint development with Storz of Switzerland. However, shock wave therapy devices applied to the heart have the following problems: (1) alignment of irradiation is somewhat complicated (risk of lung damage), and (2) treatment takes time (heartbeat synchronization). To solve this problem, a treatment device using low-power pulsed wave ultrasound was developed that (1) allows easy irradiation positioning (no damage to the lungs) and (2) shortens treatment time.
 本発明者らは、2010年にヒト培養臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を用いた基礎研究において、超音波の定在波を照射してもVEGFの発現は亢進しないが、衝撃波のように超音波を塊状に照射する発想で、超音波を送信波数1波、16波、32波、48波、64歩など異なる波数の塊で照射し、VEGF発現量を比較した。この結果、32波の塊のLIPUS照射が特にVEGFの発現を亢進することを見出した(非特許文献13)。 In 2010, the present inventors conducted basic research using cultured human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) and found that VEGF expression was not enhanced even when irradiated with standing waves of ultrasound; Based on the idea of irradiating the skin in chunks, ultrasound was irradiated in chunks with different transmission wave numbers, such as 1 wave, 16 waves, 32 waves, 48 waves, and 64 waves, and the expression levels of VEGF were compared. As a result, it was found that LIPUS irradiation with 32 waves particularly enhances the expression of VEGF (Non-Patent Document 13).
 本発明者らは、LIPUSがもたらすeNOSやVEGFの発現機序はカベオリン-1への物理的刺激を介したメカノトランスダクション機序であること解明し(図1、非特許文献14)、これによりLIPUSを骨折治療以外への適応症に拡大する可能性を示した。 The present inventors have elucidated that the expression mechanism of eNOS and VEGF brought about by LIPUS is a mechanotransduction mechanism mediated by physical stimulation of caveolin-1 (Figure 1, Non-Patent Document 14), and this This study demonstrated the possibility of expanding LIPUS to applications other than fracture treatment.
 本発明者らは、まず、LIPUSの新たな適応拡大として、心臓疾患である狭心症(虚血性心疾患)を検討した。 The present inventors first investigated angina pectoris (ischemic heart disease), which is a heart disease, as a new indication expansion for LIPUS.
 心臓に超音波照射して治療する過去の試みとしては、薬物を心筋等の局所標的領域に投与し、超音波照射による振動エネルギーで細胞への物質の吸収を増強する方法(特許文献1)、HIFU治療において、心臓の鼓動に同期した動き追従方法を備えた治療装置(特許文献2)、アニュラーアレイ振動子の最内に画像取得用の超音波トランスデューサーを備え、断層像で治療位置をリアルタイムで確認しつつ、アニュラーアレイ超音波トランスデューサーから治療用の集束超音波を照射する超音波治療装置(特許文献3)、超音波イメージングおよび心臓音波血栓溶解治療の両方ができる音波血栓溶解治療用超音波装置(特許文献4)が挙げられる。 Past attempts to treat the heart by irradiating ultrasound include a method in which a drug is administered to a localized target area such as the myocardium, and absorption of the substance into cells is enhanced by vibrational energy from ultrasound irradiation (Patent Document 1); In HIFU treatment, a treatment device equipped with a motion tracking method synchronized with the heartbeat (Patent Document 2) is equipped with an ultrasonic transducer for image acquisition inside the annular array transducer, and the treatment position can be determined in real time using tomographic images. An ultrasonic treatment device that emits therapeutic focused ultrasound from an annular array ultrasonic transducer while confirming the above (Patent Document 3); An example is a sonic device (Patent Document 4).
 本発明者らは、心筋梗塞モデルマウスを用いた非臨床試験において、LIPUS照射群とコントロール群で、微小血管密度、VEGFやeNOSの発現を比較したところ、LIPUS照射群はコントロール群に対し、いずれも有意に増大あるいは亢進し、LVEF等の心機能指標も有意に改善することを確認した(非特許文献15)。 In a non-clinical study using myocardial infarction model mice, the present inventors compared the microvessel density and expression of VEGF and eNOS between the LIPUS irradiation group and the control group, and found that the LIPUS irradiation group was significantly lower than the control group. It was also confirmed that cardiac function indicators such as LVEF were significantly improved (Non-Patent Document 15).
 次に、慢性心筋虚血モデルのブタを用いた非臨床試験において、LIPUS照射群とコントロール群で、微小血管の密度、VEGFやeNOSの発現を比較したところ、LIPUS照射群はコントロール群に対し、いずれも有意に増大あるいは亢進することが示され、LVEF等の心機能指標も有意に改善した。また、虚血部位と非虚血部位を比較したところ、虚血部位(病理組織)では微小血管の密度、VEGFやeNOSの発現が亢進したが、非虚血部位(正常組織)では変化がなく、LIPUSは病態(虚血部位)特異的に作用していることが見出された(非特許文献16、特許文献5,6)。 Next, in a non-clinical study using a pig model of chronic myocardial ischemia, we compared microvessel density and expression of VEGF and eNOS between the LIPUS irradiation group and the control group. All were shown to significantly increase or accelerate, and cardiac function indicators such as LVEF also significantly improved. Furthermore, when comparing ischemic and non-ischemic areas, the density of microvessels and the expression of VEGF and eNOS were increased in ischemic areas (pathological tissues), but there were no changes in non-ischemic areas (normal tissues). It has been found that LIPUS acts specifically on pathological conditions (ischemic sites) (Non-Patent Document 16, Patent Documents 5 and 6).
 本発明者らは、拡張不全型心不全(HFpEF)への適応拡大についても検討した。HFpEFマウスモデルを用いた非臨床試験において、心エコー、圧-容量曲線、圧測定の点から拡張能が改善し、心筋断面積、間質線維化、トレッドミル走行距離(運動耐容能)、血中BNP値からの治療効果が確認され、左心室の心筋拡張能・線維化の改善機序がNO-sGC-cGMP-PKG経路の活性化によることを示した(図2,非特許文献17)。 The present inventors also considered expanding the application to diastolic heart failure (HFpEF). In a non-clinical study using an HFpEF mouse model, diastolic capacity was improved in terms of echocardiography, pressure-volume curves, and pressure measurements, and myocardial cross-sectional area, interstitial fibrosis, treadmill mileage (exercise tolerance), and blood pressure were improved. The therapeutic effect was confirmed from the middle BNP level, and the mechanism of improving left ventricular myocardial dilatation and fibrosis was shown to be due to activation of the NO-sGC-cGMP-PKG pathway (Figure 2, Non-Patent Document 17) .
 本発明者らは、肺動脈性肺高血圧症(PAH)への適応拡大についても検討した。右心不全モデル動物(肺動脈縮窄(PAB)マウスモデル)を用いた非臨床試験において、LIPUS治療によりeNOS-NO-sGC-cGMP-PKG経路が活性化し(図3)、心エコーでLIPUS治療群で右室機能の有意な改善が認められた(非特許文献18)。 The present inventors also considered expanding the indication to pulmonary arterial hypertension (PAH). In a nonclinical study using a right heart failure model animal (pulmonary artery coarctation (PAB) mouse model), LIPUS treatment activated the eNOS-NO-sGC-cGMP-PKG pathway (Figure 3), and echocardiography showed that the LIPUS treatment group Significant improvement in right ventricular function was observed (Non-Patent Document 18).
特表2002-521118Special table 2002-521118 特表2006-519048Special table 2006-519048 特表2019-514485Special table 2019-514485 特開2020-185482JP2020-185482 特許第5603572号Patent No. 5603572 特許第6653172号Patent No. 6653172
 本発明者らは、従来の超音波治療装置や上記特許文献1,2に記載されている超音波トランスデューサーの素子配列(コンベックス型やセクター型など)を用いたLIPUS照射装置の照射領域は、集束した超音波ビームが走査する断層面に限られており、重症狭心症のように多枝病変が冠動脈全体に広がっている症例、HFpEFのように左心室拡張不全の症例、PAHのように右心不全を伴う症例では、超音波が照射されない領域が生じやすく、十分な治療効果を得にくい場合があることを見出した。この場合、超音波を照射する断層面を増やすことにより照射領域を広げる対策は可能だが、断層面を増やすことで治療時間が長くなり、患者や施術者の負担が増す問題がある。 The present inventors have discovered that the irradiation area of a LIPUS irradiation device using the element arrangement (convex type, sector type, etc.) of the ultrasonic transducer described in the conventional ultrasonic treatment device and the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 is as follows: The focused ultrasound beam is limited to the scanned cross-sectional plane, and can be used in cases where multivessel lesions spread throughout the coronary arteries as in severe angina, cases of left ventricular diastolic dysfunction as in HFpEF, and cases as in PAH. We found that in cases with right heart failure, areas that are not irradiated with ultrasound tend to occur, making it difficult to obtain sufficient therapeutic effects. In this case, it is possible to expand the irradiation area by increasing the number of tomographic planes that are irradiated with ultrasound, but increasing the number of tomographic planes increases the treatment time and increases the burden on patients and practitioners.
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、HFpEF、PAH、狭心症など心疾患の治療に用いられる、心臓全体にLIPUSを照射することが可能な超音波治療装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an ultrasonic treatment device capable of irradiating the entire heart with LIPUS, which is used for the treatment of heart diseases such as HFpEF, PAH, and angina pectoris. Our goal is to provide the following.
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射できる少なくとも2つの超音波トランスデューサーを用いて、一つの超音波トランスデューサーは傍胸骨アプローチより、別の超音波トランスデューサーは肋間から心尖部アプローチより超音波ビームを照射することによって、心臓全体にLIPUSを照射することができ、HFpEFなど種々の心疾患の治療を行えることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have determined that at least two ultrasonic transducers capable of emitting non-focused ultrasonic beams (diffuse beams) are used, and one ultrasonic transducer is used for parasternal approach. We have discovered that another ultrasound transducer can irradiate the entire heart with LIPUS by irradiating an ultrasound beam from the intercostal approach to the apex of the heart, making it possible to treat various heart diseases such as HFpEF.
 本発明はかかる新たな知見に基づくものであり、前記治療方法に用いられる超音波治療装置に関し、以下の発明を包含する。
[1] 心疾患を治療するための超音波治療装置であって、
 心臓に非集束超音波ビームを照射する少なくとも2つの超音波トランスデューサーと、
 前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーからの非集束超音波ビームの照射を制御する送信部と、
 前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーを所定の位置で保持する保持具と、
を備え、
 前記送信部は、前記非集束超音波を順次照射するように前記超音波トランスデューサーを制御し、
 前記保持具は前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーを着脱でき、前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーのうちの1つを、傍胸骨アプローチによる胸骨左縁長軸断面を含む非集束超音波ビームを心臓へ照射できる位置に保持し、かつ前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーのうちの別の1つを、肋間から心尖部アプローチによる心尖部長軸断層面を含む非集束超音波ビームを心臓へ超音波を照射できる位置に保持する、超音波治療装置。
[2] 前記送信部は、送信周波数(Transmit Frequency)が0.1~3MHzであり、サイクル数が1~64サイクルの非連続波から構成され、パルス繰り返し時間(Pulse Repetition Time;PRT)が0.25~2.56msである、前記非集束超音波を1分~80分間連続的に照射するように、前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーを制御する、[1]の超音波治療装置。
[3] 前記非集束超音波の送信周波数が0.5~1.875MHzである、[2]の超音波治療装置。
[4] 前記非集束超音波のサイクル数が32サイクルである、[2]の超音波治療装置。
[5] 前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、凸面形状の振動子面を有する、[1]の超音波治療装置。
[6] 前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、振動子面に音響レンズを有する、[1]の超音波治療装置。
[7] 前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、非集束超音波ビームの照射と集束超音波ビームの照射との切り替えを可能とする、[1]の超音波治療装置。
[8] 前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、脱着可能な音響レンズを備える、[7]の超音波治療装置。
[9] 前記複数の超音波トランスデューサーが、2次元に多数配列された振動素子を備える、[7]の超音波治療装置。
[10] 前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが集束超音波ビームを照射した後、治療領域からの超音波受信信号を前記送受信手段より波形情報として得る画像形成部を有し、前記画像形成部は前記波形情報よりBモード断層像データを作成する画像データ形成する、[7]の超音波治療装置。
[11] 前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、8mm~20mmの大きさの振動子面を有する、[1]の超音波治療装置。
 本明細書は本願の優先権の基礎である2022年5月30日に出願された日本国特許出願2022-088027号の明細書等に記載される内容を包含する。
 本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとりいれるものとする。
The present invention is based on this new knowledge, and relates to an ultrasonic treatment device used in the treatment method, and includes the following inventions.
[1] An ultrasound treatment device for treating heart disease,
at least two ultrasound transducers that direct unfocused ultrasound beams to the heart;
a transmitter that controls irradiation of unfocused ultrasound beams from the at least two ultrasound transducers;
a holder for holding the at least two ultrasonic transducers in place;
Equipped with
The transmitter controls the ultrasound transducer to sequentially irradiate the unfocused ultrasound,
The holder is capable of attaching and detaching the at least two ultrasonic transducers, and one of the at least two ultrasonic transducers is configured to transmit an unfocused ultrasonic beam including a long-axis section of the left sternal rim using a parasternal approach to the heart. and another one of the at least two ultrasound transducers to transmit ultrasound waves to the heart by transmitting an unfocused ultrasound beam including an apical long-axis tomographic plane from the intercostal to the apex approach. An ultrasonic treatment device that is held in a position where it can be irradiated.
[2] The transmitter has a transmission frequency of 0.1 to 3 MHz, is composed of a discontinuous wave with a cycle number of 1 to 64 cycles, and has a pulse repetition time (PRT) of 0. The ultrasonic treatment device according to [1], wherein the at least two ultrasonic transducers are controlled so as to continuously irradiate the unfocused ultrasonic waves with a duration of .25 to 2.56 ms for 1 to 80 minutes.
[3] The ultrasound treatment device according to [2], wherein the transmission frequency of the unfocused ultrasound is 0.5 to 1.875 MHz.
[4] The ultrasound treatment device according to [2], wherein the number of cycles of the unfocused ultrasound is 32 cycles.
[5] The ultrasonic treatment device according to [1], wherein the at least two ultrasonic transducers have convex transducer surfaces.
[6] The ultrasonic treatment device according to [1], wherein the at least two ultrasonic transducers have an acoustic lens on a transducer surface.
[7] The ultrasound treatment device according to [1], wherein the at least two ultrasound transducers are capable of switching between irradiation with a non-focused ultrasound beam and irradiation with a focused ultrasound beam.
[8] The ultrasonic treatment device according to [7], wherein the at least two ultrasonic transducers include removable acoustic lenses.
[9] The ultrasonic treatment device according to [7], wherein the plurality of ultrasonic transducers include a large number of vibration elements arranged two-dimensionally.
[10] After the at least two ultrasonic transducers emit focused ultrasonic beams, the image forming unit includes an image forming unit that obtains an ultrasonic reception signal from the treatment area as waveform information from the transmitting/receiving means. The ultrasonic treatment apparatus according to [7], which forms image data that creates B-mode tomographic image data from the waveform information.
[11] The ultrasonic treatment device according to [1], wherein the at least two ultrasonic transducers have a transducer surface having a size of 8 mm to 20 mm.
This specification includes the content described in the specification of Japanese Patent Application No. 2022-088027 filed on May 30, 2022, which is the basis of the priority of this application.
All publications, patents, and patent applications cited herein are incorporated by reference in their entirety.
 本発明により、心臓全体に超音波を照射することが可能な新たな超音波治療装置が提供される。本発明によれば、心室と心房を含む心臓全体に超音波を照射することができ、多枝病変が心臓全体に広がっている症例に対しても効率的に治療を行うことができる。また、本発明によれば、超音波を照射することにより内皮一酸化窒素合成酵素(endothelial nitric oxide synthase;eNOS)の産生と血管内皮細胞増殖因子(vascular endothelial growth factor;VEGF)の亢進を促すことができ、心筋組織の血流量の増加と血管新生を促進し、虚血組織の治療効果を高めることができる。 The present invention provides a new ultrasound treatment device that can irradiate the entire heart with ultrasound. According to the present invention, the entire heart including the ventricles and atria can be irradiated with ultrasound, and even cases where multivessel lesions have spread throughout the heart can be efficiently treated. Further, according to the present invention, the production of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and the promotion of vascular endothelial growth factor (VEGF) can be promoted by irradiating ultrasound. It can increase blood flow and promote angiogenesis in myocardial tissue, increasing the therapeutic effect of ischemic tissue.
図1は、LIPUSがもたらすeNOSやVEGFの発現亢進の機序(非特許文献14)の概略図を示す。FIG. 1 shows a schematic diagram of the mechanism of increased expression of eNOS and VEGF brought about by LIPUS (Non-Patent Document 14). 図2は、NO-sGC-cGMP-PKG経路の活性化による左心室の心筋拡張能・線維化の改善機序(非特許文献17)の概略図を示す。FIG. 2 shows a schematic diagram of the mechanism of improving left ventricular myocardial dilatation and fibrosis by activation of the NO-sGC-cGMP-PKG pathway (Non-Patent Document 17). 図3は、NO-sGC-cGMP-PKG経路の活性化による右心不全の改善機序の概略図を示す。FIG. 3 shows a schematic diagram of the mechanism of improving right heart failure by activation of the NO-sGC-cGMP-PKG pathway. 図4は、本発明の超音波治療装置の典型的な実施形態の概略図を示す。FIG. 4 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of the ultrasound treatment device of the present invention. 図5は、非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射する凸型超音波トランスデューサーの典型的な実施形態の概略図を示す。FIG. 5 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of a convex ultrasound transducer that emits an unfocused ultrasound beam (divergent beam). 図6は、音響レンズを用いて非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射する超音波トランスデューサーの別の典型的な実施形態の概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of another exemplary embodiment of an ultrasound transducer that uses an acoustic lens to emit a non-focused ultrasound beam (divergent beam). 図7は、心尖部アプローチによる、経胸壁から肋間を通して超音波を照射するイメージ図を示す。FIG. 7 shows an image of irradiating ultrasound through the intercostal space from the transthoracic wall using the apex approach. 図8は、送受信部や画像形成部などを備えた本発明の超音波治療装置の別の典型的な実施形態の概略図を示す。FIG. 8 shows a schematic diagram of another typical embodiment of the ultrasonic treatment device of the present invention, including a transmitting/receiving section, an image forming section, and the like. 図9は、セクタ走査型1次元アレイ型超音波トランスデューサーにより非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射する典型的な実施形態の概略図を示す。(左)は、診断モード時、(右)は、治療モード時を示す。FIG. 9 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of emitting an unfocused ultrasound beam (divergent beam) with a sector-scanning one-dimensional array ultrasound transducer. (Left) shows the time in diagnosis mode, (right) shows the time in treatment mode. 図10は、セクタ走査型2次元アレイ型超音波トランスデューサーにより、非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射する典型的な実施形態の概略図を示す。(右)は、治療モード時を示す。FIG. 10 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment in which a sector-scanning two-dimensional array type ultrasound transducer emits an unfocused ultrasound beam (diffuse beam). (Right) shows the treatment mode. 図11は、本発明の超音波治療装置を用いた治療方法の典型的な実施形態における、心臓全体に超音波を照射するための超音波トランスデューサーの配置例の概略図を示す。FIG. 11 shows a schematic diagram of an example of the arrangement of ultrasound transducers for irradiating the entire heart with ultrasound in a typical embodiment of the treatment method using the ultrasound treatment device of the present invention. 図12は、本発明の超音波治療装置を用いた治療方法の典型的な実施形態における、心臓全体に超音波を照射するための超音波トランスデューサーの保持具例を示す写真図である。FIG. 12 is a photographic diagram showing an example of a holder for an ultrasound transducer for irradiating the entire heart with ultrasound in a typical embodiment of the treatment method using the ultrasound treatment device of the present invention.
 以下、図面を参照して本願発明を説明する。なお、本発明において、「超音波治療装置」とは、「LIPUS」を照射する治療装置を意味する。 Hereinafter, the present invention will be explained with reference to the drawings. In addition, in the present invention, the "ultrasonic treatment device" means a treatment device that irradiates "LIPUS".
 本発明の超音波治療装置は、心疾患を治療するための装置であって、
 心臓に非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射する少なくとも2つ超音波トランスデューサーと、
 前記超音波トランスデューサーからの超音波ビームの照射を制御する送信部と、
 前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーを所定の位置で保持する保持具と
を備え、
 前記複数の超音波トランスデューサーが、照射された超音波が心臓全体に照射されるように超音波ビームを順次照射することを特徴するものである。
The ultrasound treatment device of the present invention is a device for treating heart disease, and includes:
at least two ultrasound transducers that direct a non-focused ultrasound beam (divergent beam) to the heart;
a transmitter that controls irradiation of the ultrasonic beam from the ultrasonic transducer;
a holder for holding the at least two ultrasonic transducers in a predetermined position,
The present invention is characterized in that the plurality of ultrasound transducers sequentially irradiate ultrasound beams so that the entire heart is irradiated with the irradiated ultrasound beams.
 本発明の超音波治療装置は、狭心症、心筋梗塞、微小血管狭心症(MVA)などの虚血性心疾患、拡張不全型心不全(HFpEF)や収縮不全型心不全(HFrEF)などの心不全、肥大型心筋症(HCM)や拡張型心筋症(DCM)など心筋症、肺動脈性肺高血圧症(PAH)、高血圧性心臓病などの圧負荷心臓病、心アミロイドーシス、Fabry病などの二次性心筋症からなる心疾患の治療に適している。 The ultrasound treatment device of the present invention can treat ischemic heart diseases such as angina pectoris, myocardial infarction, and microvascular angina (MVA), heart failure such as diastolic heart failure (HFpEF) and systolic heart failure (HFrEF), Cardiomyopathy such as hypertrophic cardiomyopathy (HCM) and dilated cardiomyopathy (DCM), pressure overload heart disease such as pulmonary arterial hypertension (PAH), hypertensive heart disease, and secondary myocardial diseases such as cardiac amyloidosis and Fabry disease. It is suitable for the treatment of heart disease consisting of symptoms.
 図4に、本発明の超音波治療装置の典型的な実施形態の全体構成についての概略図を示す。本発明の超音波治療装置2は、非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射することができる2つの超音波トランスデューサー1を備えている。超音波トランスデューサーは、超音波を照射する1つの振動素子もしくは複数の振動素子が配列された振動子を備え、コンベックス走査型やセクタ走査型やリニア走査型、マトリックス状に配列された2次元アレイ型等を適宜用いることができる。 FIG. 4 shows a schematic diagram of the overall configuration of a typical embodiment of the ultrasonic treatment device of the present invention. The ultrasonic treatment device 2 of the present invention includes two ultrasonic transducers 1 capable of emitting non-focused ultrasonic beams (diffuse beams). Ultrasonic transducers are equipped with one vibrating element or a vibrator with multiple vibrating elements arranged to emit ultrasonic waves, and can be of the convex scanning type, sector scanning type, linear scanning type, or two-dimensional array arranged in a matrix. A mold etc. can be used as appropriate.
 超音波トランスデューサー1は、送信部3から超音波を照射する送信信号を受け、超音波トランスデューサー1にて超音波に変換し、振動子面から非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を心臓全体の領域に照射する。超音波トランスデューサー1は、保持具(図示せず)を用いて所定の位置に保持され、1つは、胸骨左縁の第3、もしくは第4肋間、もしくはその近傍(傍胸骨アプローチ)から胸骨左縁長軸断面方向に向けて非集束超音波ビームを心臓全体へ照射し、また別の1つは、乳頭の下部で心尖拍動を感じる肋間(心尖部)から心尖部長軸断層面方向に向けて非集束超音波ビームを心臓全体へ超音波を照射する。したがって、心臓は、両心室、両心房とも超音波照射を受ける。 The ultrasound transducer 1 receives a transmission signal for irradiating ultrasound from the transmitter 3, converts it into ultrasound at the ultrasound transducer 1, and sends a non-focused ultrasound beam (diffuse beam) from the transducer surface to the entire heart. irradiate the area. The ultrasonic transducer 1 is held in place using a holder (not shown), and one is inserted into the sternum from the third or fourth intercostal space on the left sternum, or near it (parasternal approach). An unfocused ultrasound beam is irradiated to the entire heart in the direction of the long-axis cross-section of the left edge, and another one is directed from the intercostal area (apex) where the apex pulsation is felt at the bottom of the papilla to the apex long-axis cross-section. A non-focused ultrasound beam is directed toward the entire heart to irradiate ultrasound waves. Therefore, both ventricles and atria of the heart receive ultrasound irradiation.
 送信部3は、超音波トランスデューサー1が超音波を照射するための送信信号を出力して超音波トランスデューサー1を制御する。送信部3は、制御部4で設定された超音波の送信周波数、波数、PRTをもとに、超音波を照射するための送信信号を生成する。 The transmitter 3 controls the ultrasound transducer 1 by outputting a transmission signal for the ultrasound transducer 1 to emit ultrasound. The transmitter 3 generates a transmission signal for irradiating ultrasound based on the ultrasound transmission frequency, wave number, and PRT set by the controller 4.
 制御部4は、超音波治療装置2を全体にわたって制御する。制御部4は、超音波トランスデューサー1から照射される超音波の送信周波数、波数、PRT、複数の超音波トランスデューサー間の切り替え等を制御する送信制御信号を送信部3に出力する。 The control unit 4 controls the entire ultrasound treatment device 2. The controller 4 outputs to the transmitter 3 a transmission control signal that controls the transmission frequency, wave number, PRT, switching between a plurality of ultrasound transducers, etc. of the ultrasound emitted from the ultrasound transducer 1 .
 操作部5はユーザーから操作を受け付け、受け付けた指示は制御部4に出力され、超音波治療装置2内の制御に反映される。 The operation unit 5 accepts operations from the user, and the received instructions are output to the control unit 4 and reflected in the control within the ultrasound treatment device 2.
 送信部3は、それぞれ、たとえば、FPGA、プロセッサ、電気回路等のハードウェアで実現される。また、操作部5は、たとえばタッチパネル、キーボード、トラックボール、スイッチ類等のうちの少なくとも一部で構成される。制御部4は、マイクロプロセッサやパソコン等のハードウェアにより構成され、ハードウェアとその動作を規定するソフトウェア(プログラム)との協働により制御部4の機能が実現される。 The transmitting units 3 are each realized by hardware such as an FPGA, a processor, or an electric circuit. Further, the operation unit 5 is configured of at least a portion of, for example, a touch panel, a keyboard, a trackball, switches, and the like. The control unit 4 is constituted by hardware such as a microprocessor or a personal computer, and the functions of the control unit 4 are realized through cooperation between the hardware and software (program) that defines its operation.
 図5に、本発明における非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射する超音波トランスデューサーの典型的な実施形態の概略図を示す。超音波トランスデューサー1は超音波を照射する1つの振動素子もしくは複数の振動素子が配列された振動子(図示せず)と、送信部(図示せず)と接続されるケーブル10と、超音波照射面である振動子面9を覆う振動子面保護膜8で構成される。振動子面9は非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射するため、凸型の曲面を有している。凸型の曲面は、超音波照射面を凸曲面形状とするか、複数の振動素子を凸曲面形状に配置することにより形成することができる。超音波照射面を凸曲面形状とすることにより、非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を効率的に照射することができる。なお、本明細書において「非集束超音波ビーム」又は「拡散ビーム」とは、1点もしくは一本の線に集束せずに、拡散する超音波ビームを意味する。本発明においては、図7(心尖部アプローチによる照射のイメージ)に示すように肋間から超音波を照射し、心臓全体に超音波を照射するため、非集束超音波ビームが放射方向に向かって次第に拡径する逆テーパ状に拡散することが好ましい。前記拡径する逆テーパ状の非集束超音波ビームの傾斜面の広がる角度が50°~100°であることが好ましく、60°~90°であることがより好ましい。振動子面9は肋間から超音波を照射するため、その大きさは最も長いところ(当該面が円形であれば直径)は8mm~20mmであることが好ましい。振動子面保護膜8は、振動子面9に接着又は装着されており、治療装置周辺の物体との衝突による振動子面の破損を防ぐものであり、超音波トランスデューサーからの非集束超音波ビームの照射を妨げないものであればよく、樹脂(ノリル樹脂、ポリアセタール、アイオノマー樹脂、ウレタン樹脂等)等の材質で作られた薄膜で構成される。 FIG. 5 shows a schematic diagram of a typical embodiment of an ultrasound transducer that emits a non-focused ultrasound beam (diffuse beam) according to the present invention. The ultrasonic transducer 1 includes one vibrating element or a vibrator (not shown) in which a plurality of vibrating elements are arranged for emitting ultrasonic waves, a cable 10 connected to a transmitter (not shown), and a cable 10 that emits ultrasonic waves. It is composed of a vibrator surface protection film 8 that covers a vibrator surface 9 which is an irradiation surface. The transducer surface 9 has a convex curved surface in order to irradiate a non-focused ultrasound beam (diffuse beam). The convex curved surface can be formed by making the ultrasonic irradiation surface a convex curved shape or by arranging a plurality of vibration elements in a convex curved shape. By forming the ultrasound irradiation surface into a convex curved shape, a non-focused ultrasound beam (diffuse beam) can be efficiently irradiated. Note that in this specification, the term "unfocused ultrasound beam" or "diffuse beam" refers to an ultrasound beam that is diffused without being focused on one point or line. In the present invention, as shown in Fig. 7 (image of irradiation using the apex approach), ultrasound is irradiated from the intercostals and the entire heart is irradiated with ultrasound, so that the unfocused ultrasound beam gradually radiates toward the heart. It is preferable to diffuse in a reverse tapered shape that expands in diameter. It is preferable that the angle at which the inclined plane of the inversely tapered unfocused ultrasonic beam expanding in diameter spreads is from 50° to 100°, more preferably from 60° to 90°. Since the transducer surface 9 emits ultrasonic waves from between the ribs, it is preferable that its longest dimension (or diameter if the surface is circular) is 8 mm to 20 mm. The transducer surface protective film 8 is adhered or attached to the transducer surface 9, and prevents damage to the transducer surface due to collision with objects around the treatment device, and prevents unfocused ultrasound from the ultrasound transducer. Any material may be used as long as it does not interfere with beam irradiation, and it is composed of a thin film made of a material such as resin (noryl resin, polyacetal, ionomer resin, urethane resin, etc.).
 図6に、本発明における非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射する超音波トランスデューサーの別の典型的な実施形態の概略図を示す。超音波トランスデューサー1は超音波を送受する1つの振動素子もしくは複数の振動素子が配列された振動子(図示せず)と、送信部(図示せず)と接続されるケーブル10と、超音波照射面である振動子面9’に装着された音響レンズ11で構成される。音響レンズ11は振動子から発生する超音波を拡散させ非集束超音波ビーム(拡散ビーム)として照射するために備えられる。音響レンズ11には、振動子から発生する超音波の音速より速い音速で超音波を伝搬することが可能な材質(例えば、ABS,Pebax)で構成されていればよく、これにより、超音波ビームを集束させずに、広角に広げることができる。 FIG. 6 shows a schematic diagram of another typical embodiment of an ultrasound transducer that emits a non-focused ultrasound beam (diffuse beam) according to the present invention. The ultrasonic transducer 1 includes a vibrating element (not shown) that transmits and receives ultrasonic waves or a vibrator (not shown) in which a plurality of vibrating elements are arranged, a cable 10 that is connected to a transmitter (not shown), and a cable 10 that transmits and receives ultrasonic waves. It is composed of an acoustic lens 11 attached to a vibrator surface 9' which is an irradiation surface. The acoustic lens 11 is provided to diffuse the ultrasound generated from the transducer and irradiate it as a non-focused ultrasound beam (diffuse beam). The acoustic lens 11 only needs to be made of a material (for example, ABS, Pebax) that can propagate ultrasonic waves at a faster sound speed than the sound speed of the ultrasonic waves generated from the vibrator. It can be spread out over a wide angle without converging.
 図8に、本発明の超音波治療装置の別の典型的な実施形態の全体構成についての概略図を示す。本発明の超音波治療装置22は、2つの複数の超音波トランスデューサー21を備えている。超音波トランスデューサー21は、非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射することができるセクタ走査型アレイプローブであり、脱着可能な音響レンズである音響レンズアダプタを備えてもよい。 FIG. 8 shows a schematic diagram of the overall configuration of another typical embodiment of the ultrasonic treatment device of the present invention. The ultrasonic treatment device 22 of the present invention includes two plurality of ultrasonic transducers 21. The ultrasonic transducer 21 is a sector scanning array probe capable of emitting a non-focused ultrasonic beam (diffuse beam), and may include an acoustic lens adapter that is a detachable acoustic lens.
 超音波治療装置22は、超音波治療機能と超音波診断機能を備え、超音波トランスデューサー21は、診断用超音波と治療用超音波を送受することができる。超音波トランスデューサー21は、診断用超音波と治療用超音波の両方を送受することができる振動子を備えてもよいし、それぞれを送受する振動子を別々に備えてもよい。 The ultrasonic treatment device 22 has an ultrasonic treatment function and an ultrasonic diagnostic function, and the ultrasonic transducer 21 can transmit and receive diagnostic ultrasonic waves and therapeutic ultrasonic waves. The ultrasound transducer 21 may include a transducer capable of transmitting and receiving both diagnostic ultrasound and therapeutic ultrasound, or may include separate transducers that transmit and receive each of them.
 超音波トランスデューサー21は、保持具(図示せず)を用いて所定の位置に保持され、送受信部23から超音波を照射する電気信号を受け、振動子にて超音波に変換し、治療モード時には振動子面から治療用超音波である非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を治療領域(例えば、心臓等)に照射する。一方、診断モード時には振動子面から診断用超音波である集束超音波ビームを治療領域(例えば、心臓等)に照射する。超音波トランスデューサー21はまた、照射後、治療領域からの反射波を受波し、振動子にて受信信号に変換して送受信部23に出力する。 The ultrasonic transducer 21 is held in a predetermined position using a holder (not shown), receives an electric signal for emitting ultrasonic waves from the transmitting/receiving unit 23, converts it into ultrasonic waves with a transducer, and enters the treatment mode. Sometimes, a non-focused ultrasound beam (diffuse beam), which is therapeutic ultrasound, is irradiated from the transducer surface onto a treatment area (for example, the heart, etc.). On the other hand, in the diagnosis mode, a focused ultrasound beam, which is diagnostic ultrasound, is irradiated from the transducer surface onto a treatment area (for example, the heart). After irradiation, the ultrasonic transducer 21 also receives reflected waves from the treatment area, converts them into reception signals using a vibrator, and outputs the signals to the transmission/reception section 23 .
 送受信部23は、超音波トランスデューサー21が備える振動子に超音波ビームを照射するための送信信号を出力して超音波トランスデューサー21を制御する。送受信部23は、制御部26で設定された、治療モード時又は診断モード時の超音波の送信周波数、波数、PRTをもとに、超音波ビームを照射するための送信信号を生成する。また、送受信部23は、超音波トランスデューサー21が備える振動子から得られる電気信号を整相加算処理する等して受信信号を得て波形情報とし、治療モード時は波形形成部24に出力し、診断モード時は画像形成部212に出力する。 The transmitting/receiving unit 23 controls the ultrasonic transducer 21 by outputting a transmission signal for irradiating an ultrasonic beam to a vibrator included in the ultrasonic transducer 21. The transmitting/receiving unit 23 generates a transmission signal for irradiating an ultrasound beam based on the ultrasound transmission frequency, wave number, and PRT in the treatment mode or diagnosis mode, which are set by the control unit 26 . In addition, the transmitting/receiving unit 23 obtains a received signal by performing phasing and addition processing on the electric signals obtained from the vibrator included in the ultrasound transducer 21, converts it into waveform information, and outputs it to the waveform forming unit 24 in the treatment mode. , is output to the image forming section 212 in the diagnosis mode.
 波形形成部24は、送受信部23から入力された波形情報より、画像データを生成し表示部25に出力する。 The waveform forming unit 24 generates image data from the waveform information input from the transmitting/receiving unit 23 and outputs it to the display unit 25.
 画像形成部212は、送受信部23から入力された波形情報より、Bモード断層像データ作成のための信号処理を行なったのち、画像データに変化して表示部25に出力する。 The image forming unit 212 performs signal processing to create B-mode tomographic image data from the waveform information input from the transmitting/receiving unit 23, and then converts the data into image data and outputs it to the display unit 25.
 表示部25は、波形形成部24から入力された画像データに基づいて、超音波の受信信号を表示し、画像形成部28から入力された画像データに基づいて、Bモード断層像を表示する。 The display unit 25 displays the received ultrasound signal based on the image data input from the waveform forming unit 24, and displays a B-mode tomographic image based on the image data input from the image forming unit 28.
 制御部26は、超音波治療装置22を全体にわたって制御する。制御部26は、超音波トランスデューサー21から照射される、治療モード時又は診断モード時の超音波の送信周波数、波数、PRT、複数の超音波トランスデューサー間の切り替え情報、送受信の切り替え情報等を制御する送受信制御信号を送受信部23に出力する。また、制御部26は、波形形成部24に波形表示制御信号を出力し、画像形成部212に画像表示制御信号を出力し、さらに、表示部25に表示制御信号を出力する。 The control unit 26 controls the entire ultrasound treatment device 22. The control unit 26 transmits the transmission frequency, wave number, PRT, switching information between a plurality of ultrasound transducers, transmission/reception switching information, etc. of the ultrasound emitted from the ultrasound transducer 21 in the treatment mode or diagnosis mode. A transmission/reception control signal to be controlled is output to the transmission/reception section 23. Further, the control section 26 outputs a waveform display control signal to the waveform forming section 24 , an image display control signal to the image forming section 212 , and a display control signal to the display section 25 .
 操作部27はユーザーから操作を受け付け、受け付けた指示は制御部26に出力され、超音波治療装置22内の制御に反映される。 The operation unit 27 accepts operations from the user, and the received instructions are output to the control unit 26 and reflected in the control within the ultrasound treatment device 22.
 送受信部23、波形形成部24、画像形成部212は、それぞれ、たとえば、FPGA、プロセッサ、電気回路等のハードウェアで実現される。また、表示部25は、たとえば液晶ディスプレイ等で実現される。また、操作部27は、たとえばタッチパネル、キーボード、トラックボール、スイッチ類等のうちの少なくとも一部で構成される。制御部26は、マイクロプロセッサやパソコン等のハードウェアにより構成され、ハードウェアとその動作を規定するソフトウェア(プログラム)との協働により制御部26の機能が実現される。 The transmitting/receiving unit 23, the waveform forming unit 24, and the image forming unit 212 are each realized by hardware such as an FPGA, a processor, or an electric circuit. Further, the display section 25 is realized by, for example, a liquid crystal display. Further, the operation unit 27 is configured of at least a portion of, for example, a touch panel, a keyboard, a trackball, switches, and the like. The control unit 26 is constituted by hardware such as a microprocessor or a personal computer, and the functions of the control unit 26 are realized through cooperation between the hardware and software (program) that defines its operation.
 図9に、図8に記載される超音波治療装置において利用される超音波トランスデューサーとして、非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射するセクタ走査型1次元アレイ型超音波トランスデューサーの典型的な実施形態の概略図を示す。超音波トランスデューサー21は超音波を送受する複数の振動素子が配列された振動子(図示せず)と、送受信部(図示せず)と接続されるケーブル210と、超音波照射面である振動子面29と、脱着可能な音響レンズであるところの音響レンズアダプタ211で構成される。診断モード時(図9左)は音響レンズアダプタ211を装着せず、振動子面29に配列された各振動素子の照射タイミングを送受信部で制御して、診断用超音波である集束超音波ビームを照射する。一方、治療モード時(図9右)は音響レンズアダプタ211を振動子面29に装着し、振動子面29に配列された各振動素子の照射タイミングを送受信部で制御して、治療用超音波である非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射する。 FIG. 9 shows a typical sector scanning one-dimensional array type ultrasonic transducer that emits a non-focused ultrasonic beam (diffuse beam) as an ultrasonic transducer used in the ultrasonic treatment device shown in FIG. 8. Figure 3 shows a schematic diagram of an embodiment. The ultrasonic transducer 21 includes a vibrator (not shown) in which a plurality of vibrating elements for transmitting and receiving ultrasonic waves are arranged, a cable 210 connected to a transmitting/receiving section (not shown), and a vibration irradiation surface that is an ultrasonic irradiation surface. It consists of a child surface 29 and an acoustic lens adapter 211 which is a detachable acoustic lens. In the diagnostic mode (left in FIG. 9), the acoustic lens adapter 211 is not attached, and the transmitting and receiving unit controls the irradiation timing of each vibrating element arranged on the transducer surface 29 to generate a focused ultrasound beam, which is diagnostic ultrasound. irradiate. On the other hand, in the treatment mode (right side of FIG. 9), the acoustic lens adapter 211 is attached to the transducer surface 29, and the irradiation timing of each transducer element arranged on the transducer surface 29 is controlled by the transmitter/receiver section to transmit therapeutic ultrasonic waves. A non-focused ultrasound beam (diffuse beam) is irradiated.
 図10に、図8に記載される超音波治療装置において利用される超音波トランスデューサーとして、非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射するセクタ走査型2次元アレイ型超音波トランスデューサーの典型的な実施形態の概略図を示す。超音波トランスデューサー21’は振動子面29’に2次元に多数配列された振動素子213と、送受信部(図示せず)と接続されるケーブル210’と、超音波照射面である振動子面29’で構成される。診断モード時は、振動子面に配列された各振動素子の照射タイミングを送受信部で制御して、診断用超音波である集束超音波ビームを照射する(図示せず)。一方、治療モード時(図10右)は、振動子面29’に配列された各振動素子の照射タイミングを送受信部で制御して、治療用超音波である非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射する。 FIG. 10 shows a typical sector scanning two-dimensional array type ultrasonic transducer that emits a non-focused ultrasonic beam (diffuse beam) as an ultrasonic transducer used in the ultrasonic treatment device shown in FIG. Figure 3 shows a schematic diagram of an embodiment. The ultrasonic transducer 21' includes a large number of transducer elements 213 arranged two-dimensionally on a transducer surface 29', a cable 210' connected to a transmitting/receiving section (not shown), and a transducer surface that is an ultrasonic irradiation surface. 29'. In the diagnostic mode, the transmitter/receiver unit controls the irradiation timing of each transducer element arranged on the transducer surface, and irradiates a focused ultrasonic beam, which is a diagnostic ultrasonic wave (not shown). On the other hand, in the treatment mode (right side of FIG. 10), the irradiation timing of each transducer element arranged on the transducer surface 29' is controlled by the transmitter/receiver section, and a non-focused ultrasound beam (diffuse beam) that is therapeutic ultrasound is generated. irradiate.
 図11に、本発明の超音波治療装置を用いた治療方法の典型的な実施形態における、心臓全体に超音波を照射するための超音波トランスデューサーの配置例の概略図を示す。本発明においては、2つの超音波トランスデューサーを別々の位置に配置して非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射することで、広い範囲、好ましくは心臓全体、にわたる超音波照射を実現するものである。図11に例示されるように、1つの超音波トランスデューサーは傍胸骨アプローチによる胸骨左縁長軸断面を含む非集束超音波ビーム(拡散ビーム)を照射し、別の超音波トランスデューサーは肋間から心尖部アプローチによる心尖部長軸断層面を含む非集束超音波ビームを照射する。これにより、広い範囲、好ましくは心室と心房を含む心臓全体、にわたる超音波照射を達成することができる。3つ以上の数の超音波トランスデューサーを用いる場合には、上記位置に加えて、当該分野において周知である心尖部、胸骨上窩、傍胸骨左縁(長軸及び短軸)、心窩部アプローチ、ならびにその他のアプローチから選択される複数の位置に、各超音波トランスデューサーを別々に配置することもできる。 FIG. 11 shows a schematic diagram of an example of the arrangement of ultrasound transducers for irradiating the entire heart with ultrasound in a typical embodiment of the treatment method using the ultrasound treatment device of the present invention. In the present invention, two ultrasound transducers are placed at different positions and irradiate a non-focused ultrasound beam (diffuse beam), thereby realizing ultrasound irradiation over a wide range, preferably the entire heart. It is. As illustrated in Figure 11, one ultrasound transducer emits an unfocused ultrasound beam (diffuse beam) that includes the long-axis section of the left sternal edge through a parasternal approach, and another ultrasound transducer emits a non-focused ultrasound beam (diffuse beam) from the intercostal A non-focused ultrasound beam including an apical long-axis tomogram is irradiated using an apical approach. This makes it possible to achieve ultrasonic irradiation over a wide range, preferably over the entire heart including the ventricles and atria. When using three or more ultrasound transducers, in addition to the above locations, the apical, suprasternal, left parasternal border (long and short axis), and epigastric approaches are well known in the art. Each ultrasound transducer can also be placed separately at multiple locations selected from , as well as other approaches.
 治療方法においては、超音波トランスデューサーを所定の位置に配置し、固定するための保持具を利用する。図12に、本発明の超音波治療装置における典型的な保持具の一例を示すが、保持具の形態は超音波トランスデューサーを所定の位置に配置し、固定できればよく、この形態に特に限定されるものではない。図12に示す保持具は、胸部ベルトと超音波トランスデューサー固定ベルトで構成され、胸部ベルトを超音波トランスデューサー設置窓が目的の固定位置に合うように、患者の胸部に巻く。次に、この超音波トランスデューサー設置窓に超音波トランスデューサーを配置し、超音波トランスデューサー固定ベルトでトランスデューサーを固定する。同様にして、その他の超音波トランスデューサーも所定の位置に配置・固定する。本発明の超音波治療装置を用いた典型的な実施形態においては、胸部ベルトの超音波トランスデューサー設置窓を胸骨左縁に合わせて胸部ベルトを胸部に巻き(このとき、心尖部アプローチ付近をベルトが覆わないように巻く)、次に、超音波トランスデューサー設置窓に超音波トランスデューサーを配置し、超音波トランスデューサー固定ベルトで超音波トランスデューサーを固定する。さらに、もう一つの胸部ベルトを用いて、その超音波トランスデューサー設置窓を心尖部アプローチの位置に合わせて胸部に巻き、次に、超音波トランスデューサー設置窓に別の超音波トランスデューサーを配置し、超音波トランスデューサー固定ベルトで超音波トランスデューサーを固定する。これにより2つの超音波トランスデューサーを、傍胸骨アプローチ及び心尖部アプローチにそれぞれ配置・固定することができる。 In the treatment method, a holder is used to place and fix the ultrasonic transducer in a predetermined position. FIG. 12 shows an example of a typical holder in the ultrasonic treatment device of the present invention, but the holder is not particularly limited to this form as long as it can place and fix the ultrasonic transducer in a predetermined position. It's not something you can do. The holder shown in FIG. 12 is composed of a chest belt and an ultrasonic transducer fixing belt, and the chest belt is wrapped around the patient's chest so that the ultrasonic transducer installation window is aligned with the desired fixing position. Next, the ultrasonic transducer is placed in this ultrasonic transducer installation window, and the transducer is fixed with an ultrasonic transducer fixing belt. Similarly, other ultrasonic transducers are also placed and fixed at predetermined positions. In a typical embodiment using the ultrasound treatment device of the present invention, the chest belt is wrapped around the chest with the ultrasound transducer installation window of the chest belt aligned with the left edge of the sternum (at this time, the belt is wrapped around the chest near the apex approach). Next, place the ultrasonic transducer in the ultrasonic transducer installation window and secure the ultrasonic transducer with the ultrasonic transducer fixing belt. Furthermore, use another chest belt to wrap the ultrasound transducer placement window around the chest with the position of the apical approach, and then place another ultrasound transducer in the ultrasound transducer placement window. , fix the ultrasonic transducer with the ultrasonic transducer fixing belt. Thereby, two ultrasound transducers can be placed and fixed in the parasternal approach and the apical approach, respectively.
 また、治療方法においては、超音波が効率よく伝達されるように、また、超音波トランスデューサーとの接触部における患者組織の発熱を抑えるために、超音波トランスデューサーの振動子面及び/又は超音波トランスデューサーを配置する患者部位に適宜ジェル(エコージェル、エコーゼリー等とも称される)を塗っておいてもよい。 In addition, in the treatment method, the transducer surface of the ultrasound transducer and/or the ultrasound Appropriate gel (also referred to as echo gel, echo jelly, etc.) may be applied to the patient's site where the sonic transducer is to be placed.
 本発明の超音波治療装置を用いた治療方法において、非集束超音波ビームの超音波の送信周波数(Frequency)は、0.1~3MHzの範囲で適宜設定することが可能であり、好ましくは0.5~1.875MHzである。この程度の周波数で超音波を照射することによって、照射部位の組織を効果的に振動させることができ、eNOS発現の亢進、血管新生等を促し、治療の有効性を得ることができる。 In the treatment method using the ultrasonic treatment device of the present invention, the ultrasonic transmission frequency (frequency) of the unfocused ultrasonic beam can be appropriately set in the range of 0.1 to 3 MHz, preferably 0. .5 to 1.875MHz. By irradiating ultrasound at a frequency of this order, it is possible to effectively vibrate the tissue at the irradiation site, promoting eNOS expression, angiogenesis, etc., and making the treatment more effective.
 また、本発明において、非集束超音波ビームは非連続波であり、そのサイクル数は1~64サイクルの範囲で適宜設定することが可能であり、例えば、1サイクル、16サイクル、32サイクル、48サイクル、64サイクル等とすることができ、好ましくは16~48サイクルであり、より好ましくは32サイクルである。ここで、超音波のサイクル数とは、超音波照射の開始から超音波照射停止までの幅内での送信波の波の数を示す。超音波のサイクル数を32サイクル程度とすることによって、血管新生に関わる因子(例えば、VEGF)等の発現を特に亢進することができ(特許第6653172号、PLOS ONE, August 2014, Volume 9,Issue 8)、治療の有効性を得ることができる。 Furthermore, in the present invention, the unfocused ultrasound beam is a discontinuous wave, and the number of cycles thereof can be appropriately set in the range of 1 to 64 cycles, for example, 1 cycle, 16 cycles, 32 cycles, 48 cycles. cycle, 64 cycles, etc., preferably 16 to 48 cycles, more preferably 32 cycles. Here, the number of cycles of ultrasound refers to the number of waves of transmitted waves within the range from the start of ultrasound irradiation to the end of ultrasound irradiation. By setting the number of ultrasound cycles to about 32, the expression of factors related to angiogenesis (e.g. VEGF) can be particularly enhanced (Patent No. 6653172, PLOS ONE, August 2014, Volume 9, Issue 8), the effectiveness of treatment can be obtained.
 本発明においては、超音波トランスデューサーを複数用い、異なる箇所から非集束超音波ビームを照射することにより、広い範囲、好ましくは心臓全体、にわたる超音波照射を達成するものである。本発明においては、安全性の観点、より具体的には、複数の箇所から照射される超音波が心臓に重複して照射され、過剰な超音波エネルギーが伝達されることを抑制する観点から、複数の超音波トランスデューサーの間で非集束超音波を順次照射する。本発明において、「複数の超音波トランスデューサーの間で非集束超音波を順次照射する」とは、まず複数の超音波トランスデューサーのうち、ある超音波トランスデューサーで超音波を発生させ、その間、その他の超音波トランスデューサーで超音波を発生させず、次に別の超音波トランスデューサーで超音波を発生させ、その間、その他の超音波トランスデューサーで超音波を発生させず・・・というように、複数の超音波トランスデューサーのうち、同じ時間帯で超音波を発生させている超音波トランスデューサーが1つのみであること、言い換えると2つ以上から同時に超音波を発生させないことを意味する。本発明においては、複数の超音波トランスデューサーによる非集束超音波照射の間隔はPRTで表すことができ、PRTは0.25~2.56msの範囲で適宜設定することが好ましい。本発明においてPRTをこの範囲に設定することにより、次の非集束超音波エネルギー照射の前に、照射された超音波は減衰し(好ましくは1/100程度にまで減衰し)、照射領域における超音波エネルギーの重複による過剰な超音波刺激を回避又は低減することができる。ただし、複数の超音波トランスデューサーの間で非集束超音波の照射領域が重複しない場合には、同時に照射することも可能である。 In the present invention, by using a plurality of ultrasonic transducers and emitting unfocused ultrasonic beams from different locations, ultrasonic irradiation over a wide range, preferably the entire heart, is achieved. In the present invention, from the viewpoint of safety, more specifically, from the viewpoint of suppressing the redundant irradiation of the heart with ultrasound waves irradiated from multiple locations and the transmission of excessive ultrasound energy, Unfocused ultrasound is sequentially irradiated between multiple ultrasound transducers. In the present invention, "sequentially irradiating unfocused ultrasound among a plurality of ultrasound transducers" means that first, among the plurality of ultrasound transducers, a certain ultrasound transducer generates ultrasound, and during that time, Another ultrasonic transducer does not generate ultrasonic waves, then another ultrasonic transducer generates ultrasonic waves, and during that time, other ultrasonic transducers do not generate ultrasonic waves, and so on. , out of a plurality of ultrasonic transducers, only one ultrasonic transducer is generating ultrasonic waves at the same time; in other words, two or more ultrasonic transducers do not generate ultrasonic waves at the same time. In the present invention, the interval between unfocused ultrasonic irradiations by a plurality of ultrasonic transducers can be expressed as PRT, and it is preferable to set PRT appropriately in the range of 0.25 to 2.56 ms. In the present invention, by setting PRT within this range, the irradiated ultrasound is attenuated (preferably to about 1/100) before the next unfocused ultrasound energy irradiation, and the Excessive ultrasound stimulation due to duplication of sound wave energy can be avoided or reduced. However, if the irradiation areas of unfocused ultrasound do not overlap between a plurality of ultrasound transducers, it is also possible to irradiate them simultaneously.
 これらの非集束超音波ビームの照射条件は、送信部を介して制御部により制御される。 The irradiation conditions of these unfocused ultrasound beams are controlled by the controller via the transmitter.
 本発明の超音波治療装置を用いた治療方法において、非集束超音波エネルギーの照射による治療時間は、例えば、患者の症状、非集束超音波ビームの照射条件等の要因に応じて適宜決定することができ、治療1回あたりの照射時間は、好ましくは1~80分、より好ましくは15~25分の範囲で適宜決定することができ、特に好ましくは20分である。また、1日あたりの非集束超音波エネルギーの照射回数(すなわち、1日治療における照射回数)は、複数回行うことも可能であり、特に限定されないが、1日治療として、例えば、1回~4回、好ましくは2回~3回の範囲で適宜設定することができ、より好ましくは3回である。各回は適宜間隔を設けて行うことができ、特に限定はされないが、少なくとも5分以上の間隔を空けて実施するのが好ましい。本発明の治療方法は、有害事象の発生等がない限り、適当な頻度で継続的に行うことができる。 In the treatment method using the ultrasound treatment device of the present invention, the treatment time for irradiation with unfocused ultrasound energy may be appropriately determined depending on factors such as, for example, the patient's symptoms and the irradiation conditions for the unfocused ultrasound beam. The irradiation time per treatment can be appropriately determined in the range of preferably 1 to 80 minutes, more preferably 15 to 25 minutes, and particularly preferably 20 minutes. Furthermore, the number of irradiations with unfocused ultrasound energy per day (i.e., the number of irradiations in one day treatment) can be performed multiple times, and is not particularly limited; It can be set appropriately in the range of 4 times, preferably 2 to 3 times, and more preferably 3 times. Each session can be carried out at appropriate intervals, and although not particularly limited, it is preferable to carry out the sessions at intervals of at least 5 minutes or more. The treatment method of the present invention can be carried out continuously at an appropriate frequency as long as no adverse events occur.
 なお、診断用超音波である集束超音波ビームは、従来から知られている一般的な超音波診断装置の診断に利用される超音波と同程度のものを用いることができる。 Note that the focused ultrasound beam, which is the diagnostic ultrasound, can be of the same level as the ultrasound used for diagnosis with conventionally known general ultrasound diagnostic devices.
 以上、特定の実施形態を示す図面に基づき、本発明を説明したが、本発明は、これらの実施形態に特定されないことは明らかである。例えば、超音波トランスデューサーの数は、図4、8等に記載されるように2つでもよいし、それ以上の数(例えば、3つ、4つ、5つ等)であってもよい。超音波トランスデューサーと送信部との接続は、図4、8等に記載のように有線でもよいし、あるいは無線でもよい。また、超音波トランスデューサーの形状、とりわけ、超音波照射面である振動子面の形状は、全方位に超音波照射を照射できればよく、図5、6等に記載のように円形でもよいし、略円形、略楕円形、多角形(三角形、四角形(正方形、長方形、平行四辺形、台形等)、五角形、六角形、七角形、八角形等)等であってもよい。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。 Although the present invention has been described above based on the drawings showing specific embodiments, it is clear that the present invention is not limited to these embodiments. For example, the number of ultrasonic transducers may be two as shown in FIGS. 4, 8, etc., or may be more than that (for example, 3, 4, 5, etc.). The connection between the ultrasonic transducer and the transmitter may be wired as shown in FIGS. 4, 8, etc., or may be wireless. Further, the shape of the ultrasonic transducer, especially the shape of the transducer surface which is the ultrasonic irradiation surface, is sufficient as long as it can irradiate ultrasonic waves in all directions, and may be circular as shown in FIGS. It may be approximately circular, approximately elliptical, polygonal (triangle, quadrilateral (square, rectangle, parallelogram, trapezoid, etc.), pentagon, hexagon, heptagon, octagon, etc.), or the like. The present invention includes various modifications without departing from its essence.
1、21、21’ 超音波トランスデューサー
2、22 超音波治療装置
3、23 送受信部
24 波形形成部
25 表示部
4、26 制御部
5、27 操作部
8 振動子面保護膜
9、9’、29、29’ 振動子面
10、210、210’ ケーブル
11 音響レンズ
211 音響レンズアダプタ
212 画像形成部
213 振動素子


 
1, 21, 21' Ultrasonic transducer 2, 22 Ultrasonic treatment device 3, 23 Transmitting/receiving section 24 Waveform forming section 25 Display section 4, 26 Control section 5, 27 Operation section 8 Transducer surface protective film 9, 9', 29, 29' Vibrator surface 10, 210, 210' Cable 11 Acoustic lens 211 Acoustic lens adapter 212 Image forming section 213 Vibrating element


Claims (11)

  1.  心疾患を治療するための超音波治療装置であって、
     心臓に非集束超音波ビームを照射する少なくとも2つの超音波トランスデューサーと、
     前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーからの非集束超音波ビームの照射を制御する送信部と、
     前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーを所定の位置で保持する保持具と、
    を備え、
     前記送信部は、前記非集束超音波を順次照射するように前記超音波トランスデューサーを制御し、
     前記保持具は前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーを着脱でき、前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーのうちの1つを、傍胸骨アプローチによる胸骨左縁長軸断面を含む非集束超音波ビームを心臓へ照射できる位置に保持し、前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーのうちの別の1つを、肋間から心尖部アプローチによる心尖部長軸断層面を含む非集束超音波ビームを心臓へ超音波を照射できる位置に保持する、超音波治療装置。
    An ultrasound treatment device for treating heart disease,
    at least two ultrasound transducers that direct unfocused ultrasound beams to the heart;
    a transmitter that controls irradiation of unfocused ultrasound beams from the at least two ultrasound transducers;
    a holder for holding the at least two ultrasonic transducers in place;
    Equipped with
    The transmitter controls the ultrasound transducer to sequentially irradiate the unfocused ultrasound,
    The holder is capable of attaching and detaching the at least two ultrasonic transducers, and one of the at least two ultrasonic transducers is configured to transmit an unfocused ultrasonic beam including a long-axis section of the left sternal rim using a parasternal approach to the heart. holding another one of the at least two ultrasound transducers in a position where it can irradiate the heart with an unfocused ultrasound beam that includes an apical long-axis tomographic plane from the intercostal approach to the apex of the heart; An ultrasonic treatment device that can be held in any position.
  2.  前記送信部は、送信周波数(Frequency)が0.1~3MHzであり、サイクル数が1~64サイクルの非連続波から構成され、パルス繰り返し時間が0.25~2.56msである、前記非集束超音波を1分~80分間連続的に照射するように、前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーを制御する、請求項1に記載の超音波治療装置。 The transmitter has a transmission frequency of 0.1 to 3 MHz, is composed of a discontinuous wave with a cycle number of 1 to 64 cycles, and has a pulse repetition time of 0.25 to 2.56 ms. The ultrasonic treatment device according to claim 1, wherein the at least two ultrasonic transducers are controlled to continuously irradiate focused ultrasonic waves for 1 minute to 80 minutes.
  3.  前記非集束超音波の送信周波数が0.5~1.875MHzである、請求項2に記載の超音波治療装置。 The ultrasound treatment device according to claim 2, wherein the transmission frequency of the unfocused ultrasound is 0.5 to 1.875 MHz.
  4.  前記非集束超音波のサイクル数が32サイクルである、請求項2に記載の超音波治療装置。 The ultrasound treatment device according to claim 2, wherein the number of cycles of the unfocused ultrasound is 32 cycles.
  5.  前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、凸面形状の振動子面を有する、請求項1に記載の超音波治療装置。 The ultrasonic treatment device according to claim 1, wherein the at least two ultrasonic transducers have convex transducer surfaces.
  6.  前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、振動子面に音響レンズを有する、請求項1に記載の超音波治療装置。 The ultrasonic treatment device according to claim 1, wherein the at least two ultrasonic transducers have an acoustic lens on a transducer surface.
  7.  前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、非集束超音波ビームの照射と集束超音波ビームの照射との切り替えを可能とする、請求項1に記載の超音波治療装置。 The ultrasound treatment device according to claim 1, wherein the at least two ultrasound transducers are capable of switching between irradiation with an unfocused ultrasound beam and irradiation with a focused ultrasound beam.
  8.  前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、脱着可能な音響レンズを備える、請求項7に記載の超音波治療装置。 The ultrasonic treatment device according to claim 7, wherein the at least two ultrasonic transducers include removable acoustic lenses.
  9.  前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、2次元に多数配列された振動素子を備える、請求項7に記載の超音波治療装置。 The ultrasonic treatment device according to claim 7, wherein the at least two ultrasonic transducers include a large number of vibration elements arranged two-dimensionally.
  10.  前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが集束超音波ビームを照射した後、治療領域からの超音波受信信号を前記送受信手段より波形情報として得る画像形成部を有し、前記画像形成部は前記波形情報よりBモード断層像データを作成する画像データ形成する、請求項7に記載の超音波治療装置。 After the at least two ultrasonic transducers emit focused ultrasound beams, the image forming unit includes an image forming unit that obtains an ultrasonic reception signal from the treatment area as waveform information from the transmitting/receiving means, and the image forming unit receives the waveform information. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 7, wherein image data is formed to create B-mode tomographic image data.
  11.  前記少なくとも2つの超音波トランスデューサーが、8mm~20mmの大きさの振動子面を有する、請求項1に記載の超音波治療装置。


     
    The ultrasonic treatment device according to claim 1, wherein the at least two ultrasonic transducers have transducer surfaces with a size of 8 mm to 20 mm.


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