JP2001046528A - 加熱治療装置 - Google Patents
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Abstract
域を安全、正確かつ容易に設定してエネルギー照射を行
って加熱治療を行う。 【解決手段】 生体組織にレーザ光を照射して治療を行
う加熱治療装置であって、加熱対象の患部に関する情報
に基づいて患部形状を示す図形を表示部に表示し(S
2,S3)、その表示された患部形状を示す図形内に加
熱領域を配置し(S5)、それら配置された加熱領域の
サイズ及び位置情報に応じて加熱条件を設定し(S
6)、その設定された加熱条件に従ってレーザ光の照射
を制御してレーザ光の照射を行う(S7)。
Description
管、尿路、腹腔、胸腔等の生体内腔或は管腔に挿入又は
穿刺され、レーザ光、ラジオ波、超音波等のエネルギー
を照射して加熱治療を行う加熱治療装置に関するもので
ある。
を施すことによって生体内に挿入される長尺状の挿入部
を用い、その生体の病変部位にレーザ光等を照射し、そ
の病変部位の組織を加温、変性、壊死、凝固、焼灼ある
いは蒸散させて消滅させることにより、その病変部位を
加熱・治療する加熱治療装置が知られている。このよう
な加熱治療装置は、一般に、生体組織の表層又はその近
傍に位置する病変部位にレーザ光を直接照射して行うよ
うに構成されている。
のように、生体組織の深部に位置する病変部位、つまり
深部病変部位の治療を目的として、生体組織の深部へレ
ーザ光を照射する技術も知られている。
件が一定で変更できないものと、治療条件を適宜設定で
きるものがある。いずれの加熱治療装置で加熱治療を行
うにしても、まず加熱治療を行うかどうか判断する前
に、加熱治療対象の病変を含む組織、或はその周辺組織
についての画像診断が行われるのが一般的であり、加熱
治療対象病変を含む組織の形状、周辺組織との位置関
係、病変部位の形状、重傷度などが把握される。これら
の診断には、加熱治療装置には含まれない別個の画像診
断専用装置や、内視鏡や超音波のような画像診断と加熱
治療の両方を行うことができる加熱治療装置が用いられ
る。
置では、その加熱条件は術者の知識や経験などに基づい
て設定されており、個々の治療条件をどの程度に設定す
れば、どのくらいの加熱範囲が得られるかが把握しにく
い。このことは治療条件の設定項目が多くなればなるほ
ど、よりその把握が困難になることを意味しており、こ
のような術者の判断による治療条件の設定では、誤った
治療条件が設定される虞がある。治療条件が誤設定され
ると、加熱エネルギーが過剰になったり、あるいは加熱
位置が間違ったりして病変部位周辺の正常組織に損傷を
与えたり、また或は加熱エネルギーが不十分で治療効果
が満足に得られない等の問題が生じる。
で、患部の形状を基に、エネルギー照射による加熱領域
を容易に設定してエネルギー照射を行うことができる加
熱治療装置を提供することを目的とする。
に、加熱範囲及び加熱条件に対応する識別子を当てはめ
ることにより、容易に加熱領域を設定してエネルギー照
射による加熱治療を行うことができる加熱治療装置を提
供することにある。
に本発明の加熱治療装置は以下のような構成を備える。
即ち、生体組織にエネルギーを照射して治療を行う加熱
治療装置であって、加熱対象の患部に関する情報に基づ
いて患部形状を示す図形を表示する表示手段と、前記表
示手段に表示された前記患部形状を示す図形内に加熱領
域を配置するための操作手段と、前記操作手段により配
置された前記加熱領域のサイズ及び位置情報に応じて、
前記加熱治療装置の治療条件を制御する制御手段と、を
有することを特徴とする。
の好適な実施の形態を詳細に説明する。
10の構成を示すブロック図である。
レーザ光を生体組織に照射する側射式のレーザ照射カテ
ーテル1を有している。この加熱治療装置10は、生体
内にレーザ照射カテーテル1の長尺状の挿入部である本
体110を挿入し、この本体110に設置された反射部
111から、レーザ光を生体組織20に向けて照射する
ものであり、例えば、前立腺肥大症や、各種の癌等の腫
瘍の切除等の治療に用いられる。
ング112の断面図、図3はアーム116と反射部11
1の形状を説明する図である。
テル1は、長尺状の本体110と、レーザ光発生装置2
で発射され光ファイバ118を伝播してきたレーザ光を
反射して生体組織20内に照射するための反射部111
と、この反射部111を内包し、かつ本体110の先端
部に連接されるハウジング112とを有している。この
反射部111には、一本のアーム116が接続されてお
り、このアーム116は、ハウジング112内の反射部
111を支持している。そして、このアーム116を本
体110の軸方向に移動させることにより、反射部11
1は軸方向に移動される。なお、この反射部111は、
片面に形成され、光ファイバ118を伝播してきたレー
ザ光を反射するための平滑な反射面127を有してい
る。
部115を有する硬質の管状体で構成され、レーザ光透
過性のカバー部材113によって覆われている。このハ
ウジング112には、反射部111の照射角度を変更す
るために、反射部111の両側に突出した突起部133
(図3)と係合するための一対の溝132が設けられた
内壁を有している。このように、反射部111のガイド
として機能する溝132は、反射部111を挟んで内壁
両側に配置され、本体110の軸方向と非平行、つまり
本体110の軸方向に対し傾斜して配設されている。な
お、ハウジング112の先端部は、キャップ114によ
り密封されている。
ファイバ118が、本体110の内部に配置されてい
る。この光ファイバ118はエネルギー伝達部材として
機能している。尚、この光ファイバ118の先端にレン
ズを設けることが望ましい。この場合、この先端レンズ
はレーザ光を平行光に収束させるための光学素子であ
る。光ファイバ118は、レーザ光発生装置2で発生さ
せられたレーザ光を伝達する。
の斜方視型の内視鏡180(図2)を有している。この
内視鏡180は、レーザ照射カテーテル1の基端部から
先端部に向かって挿入されている。照明光を照射する内
視鏡180の光ファイバは、ガイド光を照射する機能も
有している。従って、レーザ光が照射される表層の観
察、内視鏡観察に基づくハウジング112の位置決め、
及びレーザ光の照射位置の視覚的な確認を、実行するこ
とができる。
111及びアーム116の構造を説明するための斜視図
である。
右に分岐して反射部111を支持しているため、反射部
111の表面にレーザ光が当たるのを妨げない。反射部
111は、一辺に、支持部128が設けられ、他辺に、
一対の突起133が設けられている。支持部128は、
アーム116に回動自在に取付けられており、反射部1
11の照射角度の変更に対応可能とされている。また突
起133は、ハウジング112の内壁に配置される溝1
32と係合する。
ル1の基端部に配置される駆動ユニット150に連結さ
れている。尚、この駆動ユニット150をレーザ照射カ
テーテル1の外部に設置し、アーム116をドライブシ
ャフトを介して駆動ユニット150と接続するように構
成してもよい。この場合、ドライブシャフトとしては、
金属ワイヤ等を使用することができる。
によって駆動部電源3から電力が供給されるモータ18
8が連結されている。駆動部電源3は、CPU6からの
制御信号に基づいて所定の電圧又は電流にてモータ18
8に電力を供給して回転駆動を行う。このモータ188
としては、例えば、インダクションモータ、サーボモー
タ、ステッピングモータ等を使用することができる。
体110の軸方向に往復運動させる。ここで駆動部電源
3、モータ188及び駆動ユニット150は、反射部1
11の位置を本体110の軸方向へ移動させる移動手段
を構成している。そして、反射部111は、アーム11
6と溝132との連動に基づき、軸方向の位置に伴って
傾斜角度が変化する。
照射方向との関係を説明するための図である。
ーム116と非平行な溝132との間の距離は、位置P
1に比べて短い。従って、反射部111の支持部128
が、位置P1から位置P2に移動する場合、反射部11
1の突起133が、溝132に沿ってスライドし、反射
部111の傾斜角度が調整される。つまり、反射部11
1の本体110の軸に対する傾斜角度が小さくなる。同
様に、反射部111の支持部128が、位置P2から位
置P3に移動する場合、反射部111の本体110の軸
に対する傾斜角度が、更に小さくなる。一方、位置P1
〜位置P3において、反射部111によって反射される
レーザ光は、病変部位、つまり目標とする加熱部位であ
るターゲット部位30内部のターゲットポイント40に
集中することになる。
40のみを連続的に照射し、その表層21等の他の生体
組織は間欠的に照射される。従って、ターゲットポイン
ト40は、照射されたレーザ光により加熱されて所望温
度に達する。一方、表層21等の他の生体組織は、所定
面積あたりのレーザ光の照射時間が短いため、発生する
熱量も少なくほとんど加熱されない。なお、本実施の形
態のレーザ照射カテーテル1は、本体110の軸方向に
平行なアーム116と非平行な溝132との関係や、溝
132の形状を適当に設計することにより、複雑な形状
を有する病変部位に対しても、適用可能である。例え
ば、溝132は、直線状に限られず、曲線状とすること
も可能である。
レーザ光によるハウジング112内の発熱を抑えるため
の冷却液を、注入用チューブ185、排出用チューブ1
86を介して本体110及びハウジング112内を循環
させている。7はCRTや液晶等の表示部、11は制御
部で、マイクロプロセッサ等のCPU6、CPU6によ
り実行されるプログラムや各種データを記憶しているメ
モリ9、及びキーボードやポインティングデバイス、及
び各種スイッチ等を含む操作部8を備えている。
説明する断面図である。
入され、反射部111が収容されているハウジング11
2を病変部位、つまり目標とする加熱部位であるターゲ
ット部位30の近傍の表層21に密着させる。この際、
内視鏡180によってハウジング112の位置を直接確
認することが望ましい。尚、本体110の長手方向に関
するターゲットポイント40の位置は、レーザ照射カテ
ーテル1全体を、本体110の長手方向に移動させるこ
とによって調整される。また、本体110の周方向に関
するターゲットポイント40の位置は、レーザ照射カテ
ーテル1全体を手動により回転させるか、或は自動で回
転させることにより調整することができる。レーザ光の
照射に際しては、反射部111は0.1〜5Hz、好ま
しくは1〜3Hzの周期で角度を変化させながら軸方向
に往復運動させられる。こうしてレーザ光の光軸は連続
的に変更されるが、全てターゲットポイント40で交差
するように照射される。こうしてターゲットポイント4
0及びその近傍は、照射されたレーザ光により加熱さ
れ、所定温度に達する。こうして表層21部分の温度上
昇を抑えながら、所望の部位30内の温度だけを高める
ことができる。
光、平行光、或は収束光が良好である。またレーザ光の
光路の途中に、レーザ光を収束光にする光学系を設けて
もよい。また使用されるレーザ光は、生体深達性を有す
るものであれば特に限定されないが、波長としては75
0〜1300nm、又は1600〜1800nmが好ま
しい。例えば、He−Neレーザ等の気体レーザ、Nd
−YAGレーザなどの固体レーザ、GaAlAsレーザ
等の半導体レーザが、前記波長のレーザ光を発生させる
レーザ光発生装置2に適用可能である。
径、即ち、本体110の外径は、体腔22内に挿入可能
であれば特に限定されない。しかし、本体110の外径
は2〜20mm程度が好ましく、3〜8mmがより好ま
しい。
係る加熱治療装置10の特徴について説明する。ここで
は、加熱治療装置10として、本体110を尿道に挿入
し、その尿道周辺の肥大した前立腺内にレーザ光を照射
して前立腺肥大症の治療を実施するレーザ照射装置の場
合で説明する。
におけるレーザ光の照射制御処理を示すフローチャート
で、この処理を実行する制御プログラムは制御部11の
メモリ9に記憶されており、CPU6の制御の下に実行
される。
としている患部のサイズが操作部8から入力される。こ
れは、経尿道超音波、経腹超音波、経直腸超音波、MR
I、X線CT等の診断データを基に、その3次元方向の
長さx,y,zが測定されて操作部8からオペレータに
より手動で入力される。また或は、その超音波診断装置
で撮像された映像を直接入力して、その映像からその患
部のサイズを自動的に計測して入力してもよい。こうし
て患部のサイズ情報が入力されるとステップS2に進
み、そのサイズ情報を基に患部の立体図を表示する。
例を示す図で、前立腺の立体表示例が83で示されてい
る。ここでカーソルキー84を指示することにより、こ
の立体図の切断面86の位置を移動することができる。
こうして、この切断面86で切断された断面形状が81
に示すように表示される(ステップS3)。なおここ
で、87は本体110が挿入されたときの仮想の尿道を
示している。
1における非加熱領域を設定する。この非加熱領域とし
ては、尿道87周辺の温存領域、前立腺の外周近傍の温
存領域、および90で示されたような、前立腺の下部に
位置している精管部分を保護するための非加熱領域があ
る。これら非加熱領域の指定に際しては、マウスカーソ
ル等を用いたドラッグ操作で指定されてもよく、或は尿
道周辺、及び外周近傍の温存領域の場合は、その厚みを
キーボード等から入力される数値により設定されても良
い。
内、ステップS4で指定された非加熱領域を除いた領域
が加熱対象領域として設定され、この加熱対象領域内
に、実際に加熱を行う加熱領域が設定される。
にレーザ光が照射されることにより加熱される領域は、
レーザ光の照射側からみて外側に広がった扇形形状にな
る。これは生体内を伝播するレーザ光が生体内で拡散す
ることや、循環する冷却水による冷却効果に起因する。
この扇形形状のサイズは、照射されるレーザ光のエネル
ギーや照射時間等に応じて変更される。よって、図8の
82で示すように、種々の扇形形状の加熱範囲識別子
(A)〜(C)(以下、テンプレートという)を用意し
ておき、そのテンプレートを断面形状81の加熱対象領
域に配置することにより、加熱対象領域全体に対する加
熱方針を決定もしくはシミュレーションすることができ
る。ここでは、これら各種サイズのテンプレートに対応
して、その照射エネルギーや照射時間、冷却水の流量や
温度、反射部の移動速度などの情報が、予めメモリ9に
記憶されているものとする。
詳細を図7のフローチャートで示す。
レット82内のテンプレートA〜Cのいずれかが選択さ
れる。次に図9に示すように、その選択されたテンプレ
ートに応じて、そのテンプレートの最も高温となる点、
即ち、熱中心が位置付けされる仮想線93が表示される
(S52)。そしてマウス等によるドラッグ操作によ
り、選択したテンプレートを加熱対象領域に移動する
(S53)。この時、図8の81に示すように、そのド
ラッグしたテンプレートは仮想線93上に位置付けさ
れ、更にテンプレートの細い部分(扇形のかなめ部分)
が尿道87に向かうようにしてセットされる。
ートが置かれたことにより、他の既に設定されているテ
ンプレートと重複するかどうかを判断し、重複する場合
にはステップS57でエラー表示を行う。一方、重複し
ないときはステップS56に進み、その設定された位置
に、その指示されたテンプレートを確定する。こうして
ステップS58で、テンプレートの設定処理が終了した
ことが表示され、終了であればそのまま処理を終了し、
そうでないときはステップS51に戻って、前述の処理
を実行する。こうしてオペレータは、これらA,B,C
(大中小)からなるテンプレートを適宜選択して、その
加熱対象領域が全体として適切に加熱されるように、こ
の加熱対象領域内に配置する。更に、既に設定されてい
るテンプレートの位置の調整を行って、3次元位置で所
望の配置になるまで、繰り返し調整を行い、最終的に所
望の配置が得られると、この処理を終了する。
ートA〜Cのそれぞれに対応するレーザ照射条件及び冷
却液の設定条件を示す図である。この設定条件はメモリ
9に記憶されており、図7に示すフローチャートでの処
理の終了(最終的に所望の配置が確定)した後に、その
配置されたテンプレート1〜5のうちの1つを選択する
と(図8)、図8に示すように、表示部7に(図12
(A))に対応する照射条件94(図10、図13に対
応)が表示される。
置2におけるレーザ光の発生出力(W)、「照射時間」
はレーザ光を照射する時間(秒)、「冷却液流量」は冷
却液送液装置4から送り出される冷却液の流量(ml/
分)、「冷却液温度」は送液装置4から送り出される冷
却液の温度(℃)、そして「駆動速度」は、前述した反
射部111が往復移動される速度を示し、その単位は
(往復/秒)である。
て求められた加熱領域、及び非加熱領域等をもとにレー
ザ照射装置を操作する実施の形態2について説明する。
y0(非加熱領域90の二等分角)を、このレーザ照射
装置に認識させる。次に内視鏡180をカテーテル内に
挿入、術野を確認し、非加熱領域90(図8)の中心角
度y0を確認し、後述する方位角センサ1200(図1
2)をリセットすることにより、角度0°を認識する。
領域90、患部中心温存領域、患部外周温存領域及び照
射角度R95、選択されたテンプレートに対応する照射
条件74及びを表示部7に表示する。ここで照射角度R
は中心y0と扇形(テンプレート)のかなめと熱中心を
結ぶ線とがなす角度である。
の方向へカテーテルの角度を変更し、レーザ光の照射を
実行する。この際、オペレータが照射条件94を自分な
りに調整することも可能である。
オペレータの操作をも含めたレーザ照射処理を説明する
フローチャートである。
1において求められた非加熱領域90の中心角度y0
を、このレーザ照射装置に認識させる。そして内視鏡1
80をカテーテルに挿入、術野を確認し、カテーテルの
角度を検出する方位角センサ1200(図12)を0°
にリセットする。次にステップS22に進み、配置テン
プレート〜を表示部7に表示し、配置テンプレート
を選択する。この際、表示部7には配置テンプレート
に対応する照射条件94、照射角度R95が表示され
る。次にステップS23に進み、その照射角度に従っ
て、最初のテンプレートを加熱すべく、カテーテルを
その角度だけ回転させる。この回転は、オペレータが手
動により行っても良く、或は図12を参照して後述する
カテーテル角度回転器1201を備えている場合には、
この回転器1201により、この回転角度に従って自動
的に回転されてもよい。こうしてテンプレートに正確
にレーザ光の照射位置が位置付けられるとステップS2
4で、レーザ発生装置2からレーザ光が発生され、前述
のように反射部111が移動されながら、生体20内に
レーザ光が照射される。また照射前にオペレータが照射
条件を94を調整しても良い。こうして、そのテンプレ
ートに対するレーザ光の照射、即ち、加熱治療が終了す
るとステップS25に進み、テンプレート〜の全て
の加熱処理が終了したかを調べ、そうでないときはステ
ップS23に戻り、次のテンプレートを選択して、前述
の処理を実行する。こうして全てのテンプレートに対応
する加熱領域が加熱されると、この処理を終了する。
ット位置に従ってカテーテルを回転させることができる
レーザ照射装置の構成を示すブロック図、図12(B)
は、手動によりカテーテルの回転角度を設定するための
角度設定器を説明する図である。
テル角度回転器で、制御部11からの指示に応じてカテ
ーテルの角度を、その指示された回転角度に変更するこ
とができる。1202は回転角検出器で、方位角センサ
1200により検出された方位角を基に、カテーテルの
回転角度を検出している。
テーテルの本体110との間に設けられた回転角度設定
部で、矢印1210を合わせた角度設定目盛1211の
位置が、現在の設定されたカテーテルの回転角度を示し
ている。図12(B)の例では270°である。
のフローチャートのステップS24で、現在照射中の加
熱領域を識別可能に表示部7に表示してもよい。更に
は、加熱回数や、「加熱準備中」、「加熱中」、「加熱
終了」などのように、現在の動作を表示してもよい。
0は照準付であり、0°のリセット基準線を非加熱領域
90のほぼ中心に合わせて、この状態で方位角センサ1
200をリセットすることにより、この非加熱領域90
のほぼ中心角が0°として設定されることになる。
加熱領域へのレーザ光の照射時における、レーザ照射状
態及び冷却水等の設定状態を表示するウインドウ例を示
す図で、ここでは図8ので示された配置テンプレート
部分がレーザ照射されているときの、各パラメータが数
値或はグラフ等で表示される。
の状態表示例を示す図で、220は経過時間を示す棒
グラフ、221は照射完了を示し、222は現在レーザ
照射中であることを示している。
をかけずに、正確な治療方針ををシミュレーション又は
決定することができる。更に、実施の形態2により、シ
ミュレートされた結果に応じて、自動あるいは手動によ
り、カテーテルの回転角度やレーザ光の照射制御を行っ
て、重複や漏れにない正確な、患部への加熱治療を行う
ことができる。
は、加熱対象領域における加熱領域の設定を、テンプレ
ートを配置して行う場合で説明したが、本発明はこれに
限定されるものでなく、例えば図15で示すように、表
示されている断面形状の内部にカテーテル1500を配
置することにより、その場合の組織の加熱範囲1502
(壊死範囲)が表示されるようにしても良い。尚、この
壊死範囲の大きさは、制御部11に内蔵された条件式、
例えば臨床データから得られた条件式に従って計算され
る。
するために記載されたものでなく、本発明の技術的思想
内において種々変更可能である。また、生体組織に向け
て照射されるエネルギーとして、レーザ光を例示して説
明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例え
ばマイクロ波、ラジオ波、超音波等を含むものである。
また本発明の加熱治療装置は、例えば前立腺肥大症、前
立腺癌などの前立腺疾患のように、前立腺近傍に存在す
る尿道や直腸などの正常組織の加熱による損傷を低減し
つつ、前立腺内部のみを加熱治療する場合に適用するこ
とが好ましい。
部の形状を基に、エネルギーによる加熱領域を容易に設
定して加熱治療ができるという効果がある。
に、加熱範囲及び加熱条件に対応する識別子を当てはめ
ることにより、安全、正確かつ容易に加熱領域を設定し
てエネルギーによる患部の加熱治療を行うことができる
という効果がある。
ック図である。
る。
明する図である。
を説明する図である。
ーザ照射処理を示すフローチャートである。
すフローチャートである。
表示例を示す図である。
る。
た加熱処理を説明するフローチャートである。
を示すブロック図(A)と、回転角度設定器を説明する
図(B)である。
の表示例を示す図である。
表示例を示すである。
する図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 生体組織にエネルギーを照射して治療を
行う加熱治療装置であって、 加熱対象の患部に関する情報に基づいて患部形状を示す
図形を表示する表示手段と、 前記表示手段に表示された前記患部形状を示す図形内に
加熱領域を配置するための操作手段と、 前記操作手段により配置された前記加熱領域のサイズ及
び位置情報に応じて、前記加熱治療装置の治療条件を制
御する制御手段と、を有することを特徴とする加熱治療
装置。 - 【請求項2】 前記操作手段は、 前記加熱治療装置の治療条件に対応する識別子を複数記
憶し、選択された識別子を前記図形内に配置することに
より前記加熱領域を配置することを特徴とする請求項1
に記載の加熱治療装置。 - 【請求項3】 前記操作手段は、前記患部形状を示す図
形内の指示された位置と、前記位置に基づく所定の条件
式により前記加熱領域を配置することを特徴とする請求
項1に記載の加熱治療装置。 - 【請求項4】 前記患部形状を示す図形内に非加熱領域
を設定するための設定手段を、更に有することを特徴と
する請求項1に記載の加熱治療装置。 - 【請求項5】 エネルギーを発生するエネルギー発生部
と、 前記エネルギー発生部により発生されたエネルギーをカ
テーテル内で伝達する伝達手段と、 前記伝達手段により伝達された前記エネルギーを、前記
カテーテル内で位置を変えながら反射して生体内の所望
の部位に集中させるエネルギー集中手段と、を有するこ
とを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
加熱治療装置。 - 【請求項6】 前記治療条件は、少なくともエネルギー
出力、照射時間を含むことを特徴とする請求項1又は2
に記載の加熱治療装置。 - 【請求項7】 前記治療条件は、エネルギー出力、照射
時間、前記カテーテル内で前記位置を変える速度、前記
エネルギーの照射部を冷却する冷却液の流量温度の少な
くともいずれかを含むことを特徴とする請求項1又は2
に記載の加熱治療装置。 - 【請求項8】 前記エネルギーの照射は、レーザ光の照
射によるものであることを特徴とする請求項1乃至7の
いずれか1項に記載の加熱治療装置。
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