JP2000507857A - 集中超音波による組織治療法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 集中超音波によって組織（１３６）を治療する方法に関する。反射鏡（１２８）または超音波エネルギ−を受けてそのエネルギ−を熱に変換し、その熱を貯蔵して治療される組織（１３６）内にその熱を時間外放出するような超音波エネルギ−変換装置（１２８）が、治療される組織（１３６）に隣接して配置される。続いて、超音波トランスデュ−サ（１２０）が、その焦点（１４２）を反射鏡または超音波エネルギ−変換装置（１２８）に隣接するようにして配向される。その後、反射鏡または超音波エネルギ−変換装置（１２８）をその場に配置した状態で、組織（１３６）に高強度集中超音波が照射される。

Description

【発明の詳細な説明】 集中超音波による組織治療法 技術分野 本発明は、超音波による組織切除に関する。本発明は、前立腺切除に関連して 開示されるが、他の用途にも同様に有用である。 背景技術 非侵襲性または最小限の侵襲性組織切除に用いられる媒体として超音波が有効 であることはすでに実証されている。例えば、米国特許第４、５８６、５１２号 、４、６２０、Ｎ５４６号、４、６５８、８２８号、４、８５８、６１３号、４ 、９５１、６５３号、４、９５５、３６５号、５、０３６、８５５号、５、０５ ４、４７０号、５、１４９、３１９号、５、２１５、６８０号、および５、２１ ９、４０１号に開示されている。なお、これらの文献によって、従来技術の全て の資料に対する完全な検索がなされ、すなわち、これらの文献以外に従来技術の 資料はもはや存在しないと述べているわけではなく、またそのように解釈される べきではない。 用途によっては、透過された超音波エネルギ−の一部が最適な効果を発揮して いない場合がある。例えば、良性の前立腺肥大（ＢＰＨ）の治療のように前立腺 組織を直腸を介する超音波によって切除する場合において、後側損壊部（尿道が 前立腺を深さ方向に貫通する部分と前立腺の後面の間に形成される損壊部）は前 側損壊部（尿道が前立腺を深さ方向に貫通する部分と前立腺の前面の間に形成さ れる損壊部）よりもＢＰＨの症状の緩和においてより効果的であることが知られ ている。この意味において、前側損壊部にもたらされた超音波エネルギ−は、前 側損壊部を形成してはいるが、ＢＰＨ症状の緩和効果の点において「浪費」され たことになる。もしこのエネルギ−が後方に反射されて後側前立腺によって吸収 されるエネルギ−と一体化されるなら、ＢＰＨの症状を緩和するための超音波に よる切除治療の有効性は増大するだろう。 発明の開示 従って、本発明の目的は、組織切除の媒体としての超音波の有効性を向上させ る方法および装置を提供することにある。 本発明の一つの態様による集中超音波によって組織を治療する方法は、超音波 を反射する反射鏡を治療される組織に隣接して配置する段階と、超音波トランス デュ−サをその焦点が反射鏡に隣接するように配向させる段階と、反射鏡をその 場に配置した状態で、組織に集中超音波を照射する段階とによって構成されるこ とを特徴とする。 本発明の他の態様による集中超音波によって組織を治療する方法は、超音波エ ネルギ−を受けてそのエネルギ−を熱に変換し、その熱を貯蔵して治療される組 織内にその熱を時間外放出するような超音波エネルギ−変換装置を、治療される 組織に隣接して配置する段階によって構成されることを特徴とする。本態様にお いては、次いで、超音波トランスデュ−サがその焦点を超音波エネルギ−変換装 置に隣接するようにして配向され、その後、超音波エネルギ−変換装置をその場 に配置した状態で、組織に集中超音波が照射される。 一例として、超音波の反射鏡または超音波エネルギ−変換装置を治療される組 織に隣接して配置する段階は、超音波反射材料または超音波エネルギ−を熱に変 換してその熱を保存する材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する人 体の内腔またはオリフィス内に挿入する段階からなる。 他の例として、超音波反射材料または超音波エネルギ−を熱に変換してその熱 を保存する材料からなるカテ−テルを人体の内腔またはオリフィス内に挿入する 段階は、赤色ゴムを含むカテ−テルを人体の内腔またはオリフィス内に挿入する 段階からなる。 さらに他の例として、超音波反射材料または超音波エネルギ−を熱に変換して その熱を保存する材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する人体の内 腔またはオリフィス内に挿入する段階は、バル−ンカテ−テルを尿道内に膀胱に 達する深さまで挿入し、膀胱内でバル−ンを膨張させる段階からなる。 また、他の例として、組織に超音波を照射する段階は、前立腺に高強度集中超 音波を照射する段階からなる。 さらに、他の例として、超音波トランスデュ−サをその焦点が反射鏡に隣接す るようにして配向させる段階は、トランスデュ−サを直腸壁を通して結合する段 階からなる。 図面の簡単な説明 本発明は、以下の説明と本発明を例示する添付の図面を参照することによって 最も望ましく理解されるだろう。 図１は、直腸を介する高強度集中超音波（ＨＩＦＵ）によって疾患前立腺を切 除する従来技術による方法における１つの行程を示す図である。 図２は、本発明による方法における、図１に示された行程に対応する行程を示 す図である。 図３は、図２に示された行程の詳細をさらに拡大して示す図である。 図４は、図３の線４−４にほぼ沿った、図３の拡大断面図である。 図５は、図２ないし４の教えに従って構成されたシステムの操作によって得ら れた温度プロフィルを示す図である。 発明の実施態様 図１を参照することによって、ＢＰＨ（良性前立腺肥大）に対する１つの療法 としてのＨＩＦＵ（高強度集中超音波）の有効性に関する制約を最も明確に理解 することができる。結合液２２に浸されている状態の超音波トランスデュ−サ２ ０は、ＢＰＨ患者の疾患前立腺２６のすぐ背後に位置する結腸２４に挿入される 。この領域を視覚化する数多くの技法が知られている。視覚化システムの多くは 、前立腺２６を視覚化するための低電力視覚化モ−ドとそれに続く切除療法のた めのＨＩＦＵモ−ドの両方に同一のトランスデュ−サ２０を用いている。上記の 視覚化は、通常、尿道カテ−テル（図示せず）を利用してなされる。尿道カテ− テルは、バル−ン端およびバル−ンを膀胱３４のくびれ部３２内で膨張させてカ テ−テルを固定する膨張内腔を有している。カテ−テルは、トランスデュ−サ２ ０によって生じる高強度超音波を視覚化することによって、観察することができ る。 膀胱３４のくびれ部３２、尿道３５、およびその周囲の疾患前立腺２６の視覚 化が完了され、次いで、トランスデュ−サ２０が前立腺２６を治療する方向に配 向された後、バル−ンが収縮されてからカテ−テルが除去され、ＢＰＨ（良性前 立腺肥大）の症状の前立腺２６に対するＨＩＦＵ（高強度集中超音波）を用いる 治療が、医師によって決められた治療方式に準じて始められる。ＨＴＦＵの放射 によって生じる損壊部３６はいくらか縦長であり、その損壊部３６のいくらか大 きい後部３８は直腸壁４０と尿道３５の（まさに）近傍の超音波ビ−ム４４の焦 点域４２間に存在する。損壊部３６のいくらか小さい部分４８は尿道３５の前部 において腸の前側下方に向かって傾斜して存在する。前立腺２６の尿道３５の前 側に位置する部分に吸収されるＨＩＦＵによって前側損壊部４８が生じるが、こ の前側損壊部４８によるＢＰＨ症状の緩和は後側損壊部３８による緩和ほど大き くない。 次に、図２、３および４を参照して、結合液１２２に浸された状態の本発明に よる超音波トランスデュ−サ１２０はＢＰＨ（良性前立腺肥大）の患者の疾患前 立腺１２６のすぐ背後に位置する結腸１２４内に挿入される。 治療域の視覚化は、バル−ン端１３０およびバル−ン１３０を膀胱１３４のく びれ部１３２内で膨張させてカテ−テル１２８を固定する膨張内腔を有する尿道 カテ−テル１２８を利用してなされる。カテ−テル１２８は、トランスデュ−サ １２０によって生じる高強度超音波を視覚化することによって、観察することが できる。尿道１３５およびその周囲の疾患前立腺１２６の視覚化が終了して、ト ランスデュ−サ１２０が前立腺１２６を治療できる方向に配向された後も、カテ −テル１２８は除去されない。むしろ、ＢＰＨ（良性前立腺肥大）の症状の前立 腺１２６に対するＨＩＦＵ（高強度集中超音波）を用いる治療は、カテ−テル１ ２８を尿道１３５の適切な場所に置いた状態で、医師によって決められた治療方 式に準じて始められる。 ＨＩＦＵ（高強度集中超音波）の放射によって生じる損壊部１３６は、カテ− テル１２８が存在するので、直腸壁１４０とカテ−テル１２８の表面近傍におけ る超音波ビ−ム１４４の焦点域１４２間にほぼ限定される。このように、カテ− テル１２８に入射するＨＩＦＵは後方に反射して直接入射するＨＩＦＵと結合し て、有効な損壊部１３６を生じ、その結果、通常、トランスデュ−サ１２０に入 力される電力を低減させることができる。前立腺１２６の尿道１３５の前側に位 置する部分に対して、ＨＩＦＵは殆ど伝達せず、またはその部分によって吸収さ れることはない。従って、領域１４８に「無駄」な損壊部は存在しない。ＢＰＨ （良性前立腺肥大）の症状の緩和は、損壊部を領域１３６に限定することによっ てより効果的にかつより低い入力電力によって行われる。この効果は、カテ−テ ル１２８と尿道１３５に隣接する領域１３６に現れる空洞気泡の「生成」によっ て、さらに増大される。ＨＴＦＵが放射されると、空洞気泡１５０がこの領域に 速やかに現れる。この空洞気泡はカテ−テル１２８に入射するＨＩＦＵエネルギ −の一部とカテ−テル１２８によって反射されたＨＩＦＵエネルギ−の一部を捕 獲し、この捕獲したエネルギ−をその空洞気泡が崩壊するとともに後側損壊部に 相当する部分の前立腺組織に放出し、後側損壊部１３６を生じる際のＨＩＦＵの 効率を向上させる。 カテ−テル１２８の外壁における微視的な欠陥は、この空洞気泡の増加現象を 促進する働きがある、と思われる。 種々のカテ−テル１２８が用いられている。好適な例として、赤色ゴムカテ− テル「Ｓｕｒｇｉｃｏｔ（商標）」、ダウ・コ−ニング社のフォ−リ−カテ−テ ル「Ｓｉｌａｓｔｉｃ（商標）」、オルバ−ト社の泌尿器カテ−テル、バルデッ クス社のフォ−リ−カテ−テル、およびバクスタ社の泌尿器カテ−テルなどが挙 げられる。 図２ないし図５を参照することによって、好適な治療方式を最も望ましく理解 することができる。治療される前立腺１２６の領域に、隣接する直腸壁１４０に 沿って均等に離間された区域１６２−１、１６２−２、．．．１６２−１２を有 する格子パタ−ン１６０が形成される。これらの区域は、ＨＩＦＵ（高強度集中 超音波）による治療時に、トランスデュ−サ１２０を結腸１２４の内外に、すな わち、二重矢印１６６によって示される方向に移動させることによって、個々に アドレス指定される。均一な角度間隔で離間された扇状部分１７０−１、１７０ −２、．．．１７０−１６は、駆動軸１６８の軸心１７２を中心として治療トラ ンスデュ−サ１２０を二重矢印１７４によって示されるように回転させることに よって、個々にアドレス指定される。公知の原理に準じてトランスデュ−サ１２ ０の角方位を読み取るために、コ−ドホイ−ル（図示せず）を軸１６８に固定す ることができる。例えば、米国特許第４、６６４、１２１を参照するとよい。こ の方法によって、治療領域１６０における前立腺１２６の組織は、長手方向に沿 った区域１６２−１、．．．１６２−１２と角方向における扇状部分１７０−１ 、．．．１７０−１６の各組合せごとに治療される。このような治療方式によっ て、図５に示される温度プロフィルが得られる。体温は曲線１８０によって示さ れている。処理される箇所１６０から離れた部分の体温は処理によって影響を受 けないことは明らかである。結合液、ここではトランスデュ−サ・プル−ブ１８ ２内における脱イオンおよび脱ガスされた水の温度は、曲線１８４によって示さ れている。治療処理の約３９分後に非連続部が存在する理由は、外部結合液循環 回路（図示せず）がこの時刻に作動され、その結果、外部回路内を結合液が循環 して、結合液が冷却されるからである。曲線１８８は、直腸壁１４０の温度プロ フィルである。直腸壁１４０は治療トランスデュ−サ１２０の近く、すなわち、 治療トランスデュ−サ１２０の放射面１９０と治療トランスデュ−サ１２０の焦 点域１４２間に存在する。曲線１９６は、カテ−テル１２８の表面の温度プロフ ィルである。なお、焦点域１４２が温度プロフィルを作成するために用いられる 熱電対に近接したときに、これらの種々の温度プロフィルにおいて尖塔部が生じ る。曲線１９６は、カテ−テル１２８をＨＴＦＵを用いる治療中を通じて適切な 場所に配置することによって、そのカテ−テル１２８の能力、すなわち、ＨＩＦ Ｕエネルギ−を熱に変換し、その熱を保持し、その熱を放射する能力を利用する 本発明の治療法の有効性を明らかに実証している。 組織が晒される任意に高められた温度をＴとし、組織がその温度Ｔで保持され る時間をΔｔとするとき、治療のために供与される熱量はΣＴΔｔに比例するの で、超音波の吸収と再放射および超音波の反射によって組織とカテ−テル１２８ の表面との界面の温度を上昇させることによって、より完全な組織の破壊を確保 することができる。 前述のカテ−テル材料は、超音波を吸収してそれを熱に変換し、その熱を貯蔵 してカテ−テルの周囲の組織内に放射することができる材料を具体的に例示した ものである。通常、これらと同じ特性を示す、すなわち、ＨＩＦＵ（高強度集中 超音波）を組織に晒す効果を向上させる材料として、ポリマ−が注目されている 。これらの効果は、「Ａｌｂｕｎｅｘ」の商品名で市販されている材料、または 他の微小気泡を含む材料や微小気泡の生成を増加させる材料を用いることによっ てさらに向上させることができる。これらの材料は、組織内において体液の空泡 化を増加し、そのような空泡化の利点を、組織切除機構を構成するＨＴＦＵの電 力密度をより低減させるために用いられる。なお、赤色ゴムからなるポリマ−、 例えば、「Ｓｉｌａｓｔｉｃ（商標）」によって構成されるカテ−テル１２８を 用いることによって、空泡化が促進され、他の空泡化誘発剤を存在させなくても 、ＨＴＦＵの電力を大幅に（場合によっては、半分以下にまで）低下させること ができる。尿道１３５内に異物であるカテ−テル１２８を存在させることによっ て、その異物と組織との間の音響インピ−ダンス不整合によって大きな反射エネ ルギ−が生じ、それによって、組織切除の効果が増加される。異物であるカテ− テルの存在によって、その異物と組織の界面に空泡化が生じ易くなる。そして、 そのような異物と組織の界面に放出される高いエネルギ−によって高圧と衝撃波 が生じ、すでに知られている現象として、その高圧と衝撃波によって組織が分解 され、また機械的に破壊される。このような組織の分解および機械的な破壊によ って、治療域１３６の組織の離脱が促進され、ＢＰＨ（良性の前立腺肥大）症状 の永続的な緩和がより迅速に達成される。 また、トランスデュ−サ１２０が視覚化モ−ドに用いられるとき、付加される ＨＩＦＵ（高強度集中超音波）の低電力によって空泡化が誘発され、生じた空洞 気泡が極めて反響性に富むので、治療箇所１３６は適切に配置された外来物であ るカテ−テル１２８によって極めて速やかに視覚化される。体内の適切な場所に 外来物１２８を配置することによって、切除を行うのに十分なＨＩＦＵを放射す る場合に、その組織の超音波吸収係数の差が重要な因子ではなくなる。従って、 患者の体内におけるトランスデュ−サ１２０と焦点域１４２間の近区域における 組織のばらつき、または患者間のばらつきが患者の治療における処置および方式 に及ぼす影響が低減される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１１月１７日（１９９７．１１．１７） 【補正内容】 請求の範囲 １．集中超音波によって組織を治療する方法において、 超音波を反射する反射鏡を治療される組織に隣接して配置する段階と、 超青波トランスデュ−サをその焦点が反射鏡に隣接するように配向させる段階 と、 反射鏡をその場に配置した状態で、組織に集中超音波を照射する段階とによっ て構成され、 反射鏡は、組織内にエネルギを反射して、組織の治療を行う集中超音波を補助 することを特徴とする方法。 ２．超音波を反射する反射鏡を治療される組織に隣接して配置する前記段階は 、超音波反射材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する人体の内腔ま たはオリフィス内に挿入する段階からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の 方法。 ３．超音波反射材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する人体の内 腔またはオリフィス内に挿入する前記段階は、赤色ゴムを含むカテ−テルを人体 の内腔またはオリフィス内に挿入する段階からなる、ことを特徴とする請求項２ に記載の方法。 ４．超音波反射材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する人体の内 腔またはオリフィス内に挿入する前記段階は、バル−ンカテ−テルを尿道内に膀 胱に達する深さまで挿入し、膀胱内でバル−ンを膨張させる段階からなる、こと を特徴とする請求項２に記載の方法。 ５．組織に超音波を照射する前記段階は、前立腺に集中超音波を照射する段階 からなる、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。 ６．超音波トランスデュ−サをその焦点が反射鏡に隣接するように配向させる 段階は、トランスデュ−サを直腸壁を通して結合する段階からなる、ことを特徴 とする請求項５に記載の方法。 ７．集中超音波によって組織を治療する方法において、 超音波エネルギ−を受けてその、エネルギ−を熱に変換し、その熱を貯蔵して 治療される組織内にその熱を時間外放出するような超音波エネルギ−変換装置を 、治療される組織に隣接して配置する段階と、 超音波トランスデュ−サをその焦点が超音波エネルギ−変換装置に隣接するよ うに配向させる段階と、 超音波エネルギ−変換装置をその場に配置した状態で、組織に集中超音波を照 射する段階とによって構成され、 超音波エネルギ−変換装置は、治療される組織内に熱を時間外放出して、組織 の治療を行う集中超音波を補助することを特徴とする方法。 ８．超音波エネルギ−変換装置を治療される組織に隣接して配置する前記段階 は、超音波エネルギ−変換材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する 人体の内腔またはオリフィス内に挿入する段階からなる、ことを特徴とする請求 項７に記載の方法。 ９．超音波エネルギ−変換材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接す る人体の内腔またはオリフィス内に挿入する前記段階は、赤色ゴムを含むカテ− テルを人体の内腔またはオリフィス内に挿入する段階からなる、ことを特徴とす る請求項８に記載の方法。 １０．超音波エネルギ−変換材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接 する人体の内腔またはオリフィス内に挿入する前記段階は、バル−ンカテ−テル を尿道内に膀胱に達する深さまで挿入し、膀胱内でバル−ンを膨張させる段階か らなる、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。 １１．組織に超音波を照射する前記段階は、前立腺に集中超音波を照射する段 階からなる、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。 １２．超音波トランスデュ−サをその焦点が超音波エネルギ−変換装置に隣接 するように配向させる段階は、トランスデュ−サを直腸壁を通して結合する段階 からなる、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビール，リチャード アメリカ合衆国・インディアナ州 46236・インディアナポリス・ツイン ポ イント サークル 8570 (72)発明者 フライ，フランシス，ジェイ. アメリカ合衆国・フロリダ州 33952・ポ ート シャーロット・ウェスト スプリン グ レイク ブールバード 414

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．集中超音波によって組織を治療する方法において、 超音波を反射する反射鏡を治療される組織に隣接して配置する段階と、 超音波トランスデュ−サをその焦点が反射鏡に隣接するように配向させる段階 と、 反射鏡をその場に配置した状態で、組織に集中超音波を照射する段階とによっ て構成され、 反射鏡は、組織内にエネルギを反射して、組織の治療を行う集中超音波を補助 することを特徴とする方法。 ２．超音波を反射する反射鏡を治療される組織に隣接して配置する前記段階は 、超音波反射材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する人体の内腔ま たはオリフィス内に挿入する段階からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の 方法。 ３．超音波反射材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する人体の内 腔またはオリフィス内に挿入する前記段階は、赤色ゴムを含むカテ−テルを人体 の内腔またはオリフィス内に挿入する段階からなる、ことを特徴とする請求項２ に記載の方法。 ４．超音波反射材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する人体の内 腔またはオリフィス内に挿入する前記段階は、バル−ンカテ−テルを尿道内に膀 胱に達する深さまで挿入し、膀胱内でバル−ンを膨張させる段階からなる、こと を特徴とする請求項２に記載の方法。 ５．組織に超音波を照射する前記段階は、前立腺に高強度集中超音波を照射す る段階からなる、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。 ６．超音波トランスデュ−サをその焦点が反射鏡に隣接するように配向させる 段階は、トランスデュ−サを直腸壁を通して結合する段階からなる、ことを特徴 とする請求項５に記載の方法。 ７．集中超音波によって組織を治療する方法において、 超音波エネルギ−を受けてそのエネルギ−を熱に変換し、その熱を貯蔵して治 療される組織内にその熱を時間外放出するような超音波エネルギ−変換装置を、 治療される組織に隣接して配置する段階と、 超音波トランスデュ−サをその焦点が超音波エネルギ−変換装置に隣接するよ うに配向させる段階と、 超音波エネルギ−変換装置をその場に配置した状態で、組織に集中超音波を照 射する段階とによって構成され、 超音波エネルギ−変換装置は、治療される組織内に熱を時間外放出して、組織 の治療を行う集中超音波を補助することを特徴とする方法。 ８．超音波エネルギ−変換装置を治療される組織に隣接して配置する前記段階 は、超音波エネルギ−変換材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接する 人体の内腔またはオリフィス内に挿入する段階からなる、ことを特徴とする請求 項７に記載の方法。 ９．超音波エネルギ−変換材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接す る人体の内腔またはオリフィス内に挿入する前記段階は、赤色ゴムを含むカテ− テルを人体の内腔またはオリフィス内に挿入する段階からなる、ことを特徴とす る請求項８に記載の方法。 １０．超音波エネルギ−変換材料からなるカテ−テルを治療される組織に隣接 する人体の内腔またはオリフィス内に挿入する前記段階は、バル−ンカテ−テル を尿道内に膀胱に達する深さまで挿入し、膀胱内でバル−ンを膨張させる段階か らなる、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。 １１．組織に超音波を照射する前記段階は、前立腺に集中超音波を照射する段 階からなる、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。 １２．超音波トランスデュ−サをその焦点が超音波エネルギ−変換装置に隣接 するように配向させる段階は、トランスデュ−サを直腸壁を通して結合する段階 からなる、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。