JP2003525074A - 長時間にわたる光力学的療法のリアルタイムでの監視 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 体内の治療部位のリアルタイムな監視を可能にするPDTを提供する。 【解決手段】 長時間にわたって施されている光療法（ＰＤＴ）の経過は、超音波プローブ（３０）を使用して監視されている。超音波画像は、患者の体内の体内治療部位の腫瘍（２０）や他の病気に冒された組織の範囲内の梗塞形成帯域の範囲や容積を示す。光は、内部または外部の光源いずれかから体内治療部位に付与される。光源は、患者に付与された光回復薬剤の特定吸収周波帯に対応する周波帯の光を生じさせる。光療法の付与を始めるのに先立って若しくは直後に、基線超音波画像が、病気に冒された組織に対するＰＤＴの効果が生じた後に作成されたその後の超音波画像と比較するために作成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、一般に体内の病気に冒された組織の状態を監視するための超音波変
換器の使用に関し、特に、治療部位の医療的な治療が経過する間における、体内
治療部位の状態の監視に関する。

【０００２】

【従来の技術】

光力学的療法（PDT）は、患者に対して前もって付与された光反応性薬剤(phot
oreactive agent)によって吸収される光を使用して、病気に冒された組織や腫瘍
を破壊する際に有効なものとして示されている。光反応性薬剤は、選択的に優先
的に、異常なもしくは病気に冒された組織によって吸収され又は結合する。そし
て、光反応性薬剤は、患者に与えられる光の周波帯に一致する周波帯を特徴的に
吸収する。光によって反応が促進されると、光反応性薬剤は、一量状態の酸素(s
inglet oxygen)のような、異常な組織を破壊する合成物を生成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

PDTの初期作業の大半は表面傷害の治療に注がれているが、もしかしたらもっ
と重要な適用は、患者の体内の腫瘍の内側を破壊することにあるかもしれない。
多数のオプティカルファイバーにつながれている外部レーザーからの光を使用し
て、PDTを間質的に(interstitial)施してもよい。オプティカルファイバーは、
患者の体内の腫瘍の塊に光を運ぶ。しかしながら、間質性PDTは、非常に限られ
た基準において、前臨床的にそして臨床的に使用されている。正常な組織に対す
る意図しないダメージ、腫瘍の再生、効能の欠如、そして比較的大きな腫瘍の塊
に対して十分な光の放出を保証するための多数のオプティカルファイバーの外科
的な取り付けに関連する外科的な危険を含むいくつかの重要な問題と、腫瘍学の
間質性PDTに関する臨床的な適用と、は関連している。腫瘍の範囲内においてそ
して腫瘍を囲む正常な組織の範囲内における、光反応性薬剤の非等質的な分布と
異質な腫瘍組織に対する光の強度および浸透度の差異のために、PDTが行われて
いる間に、正常な組織に対するダメージが起こる可能性があり非常に変化しやす
い。腫瘍の一部は破壊されるかもしれないが、腫瘍の他の部分が生き残って生存
するかもしれない。そして、破壊されていない腫瘍細胞は、腫瘍の塊の再集合お
よび再生をもたらす。意図していない正常な組織の破壊は、腫瘍を完全に破壊し
て正常な組織を救うという意図している目的と反対の重大な結果をもたらす可能
性がある。

【０００４】 正常な組織に関係する腫瘍の境目をPDTを施し始める前に決定可能な方法とし
て、腫瘍の蛍光発光の監視が、従来技術において提案されている。しかしながら
、従来技術では、病気に冒された組織の破壊経過をリアルタイムで診断してPDT
の効果を監視することの教示はない。そしてまた、腫瘍におけるの光分布の効果
を決定する方法のいかなる教示もない。腫瘍の状態の監視を提案する他の方法は
、腫瘍に供給されている脈管内の血流を監視するための放射性分類薬剤(radioac
tive-labeled agent)の使用を含んでいる。これらの方法は、反復に対する適応
性の欠如、腫瘍と正常な組織との間の境界における不十分な分析、そして不都合
な画像の補足をもたらす。通常、そのような方法を実行するためには、画像装置
が取り付けられていたり患者に近接して比較的大きな画像装置を動かすことが可
能なように特別に作られた一続きの部屋に、患者を運ぶ必要がある。また、患者
への放射性核種の繰り返しの注入による毒性は重要なことである。なぜならば、
いったん注入された放射性核種は、血栓された中に閉じこめられて治療部位の脈
管を塞ぐ。そして、さらなる脈管の閉塞を診断するために、他のものの注入によ
って閉じこめられた放射性核種を素早く取り除くための実際的な方法はない。

【０００５】 従って、治療の進行時に腫瘍破壊の範囲の変化を診断して正常な組織の周辺に
対するダメージを回避するための間質性PDTのリアルタイムでの監視に関する実
際的な方法は、従来技術では明らかにされていない。一般に、光反応性薬剤は丸
薬として与えられている。さらなる服用を与える場合に比べて、患者の体内の丸
薬を、後に制御可能なものとして他のものに変化させることができない。PDTを
施す際の利用可能な制御は、光の強度や、付与する光の持続や、光を付与するタ
イミングや、治療部位に与える総光量に関するもののみである。従って、PDTを
続けている間に治療部位の変化に応じてこれらのパラメーターの一つ若しくはそ
れ以上を変えるため、体内の治療部位のリアルタイムな監視を可能にするPDTを
提供する技術を発達させることは好ましいであろう。そのような方法によれば、
治療部位と腫瘍を破壊する際の経過における腫瘍とに関して、実際的でコスト効
率良く非間質的PDTの効果の決定をもたらす。そして、患者に対して最小の危険
度で重要な臨床的利点を提供するために、１つもしくはそれ以上の上述のパラメ
ータを変える際のガイダンスをもたらすであろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本発明の方法は、患者の体内の体内治療部位の病気に冒された組織に対する長
時間にわたる光療法の付与に関して定められており、光療法は、体内治療部位の
状態に応じて修正される。その方法は、予め定められた周波帯の範囲内にある光
を放出する光源を提供する工程を含んでいる。光源によって放出される光の周波
帯であって予め定められた周波帯に対応する、特定光吸収周波帯を有する光反応
薬剤が、患者に与えられる。その後に、光源の光が病気に冒された組織に与えら
れて、光療法が長時間に渡って続けられる。光の付与を開始した後の一回を少な
くとも含む多数回で、沢山の画像を作るために体内治療部位は超音波スキャンさ
れる。この画像の各々は、その時の体内治療部位の状態を示している。光療法の
付与を開始した後のある時間に作られた体内治療部位の画像を初期時に作られた
画像と比較することによって、体内治療部位の状態の変化が発見される。それか
ら、このように発見された体内治療部位の変化に応じて、光療法が修正される。

【０００７】 病気に冒された組織が光療法のいかなる影響も経験する前に、体内治療部位の
病気に冒された組織の基線画像を作るために、超音波スキャニングを行う工程は
、光療法の付与を始める前に体内治療部位のスキャニングを行う工程を含んでい
ることが好ましい。体内治療部位の変化を定めるために、基線画像は、光療法の
付与を開始した後の実質的には一回で作られた後の画像と比較される。あるいは
、光療法によって病気に冒された組織が実質的に影響を受ける前に体内治療部位
の病気に冒された組織の準基線画像を作るために、光療法の大半が与えられる前
に体内治療部位のスキャンを行うこともできる。この場合、準基線画像を光療法
の付与の開始後の実質的な一回で作られたその後の画像と比較することによって
、体内治療部位の変化が定められる。本発明の一つの実施の形態として、光源は
プローブを有し、このプローブには、少なくとも一つの光源が配置されており、
体内治療部位の病気に冒された組織の範囲内で間質的に挿入されるようにプロー
ブは適応させられていることが好ましい。あるいは、光源はオプティカルファイ
バーを有し、このオプティカルファイバーは、病気に冒された組織に間質的に挿
入されるように末端が適応させられており、このため、患者の体外に配置された
光放出源から治療部位へ光を運ぶことができる。更なる実施の形態として、光療
法を付与している間は光源が患者の体外に配置されており、患者の体内に侵入的
に配置されるオプティカルファイバーやプローブを使用しなくても、前もって定
められた周波帯は、体内治療部位上の正常な組織を突き進むために十分に長い波
長を含んでいる。

【０００８】 また、超音波スキャニングを行う工程は、少なくても光療法が付与されている
間にその一部が生じている、一定の間隔があけられた多数回で実行されることが
好ましい。

【０００９】 体内治療部位に与えられる光の強度、及び／又は、付与される光の周波数、及
び／又は、光が付与される持続時間を修正する工程を、光療法を修正する工程が
有することが好ましい。光療法を修正する工程は、例えば正常な組織に隣接する
体内治療部位の範囲で血流の停滞が認められる場合に、病気に冒された組織への
光の付与を終了させる工程を含むことが可能であることが好ましい。あるいは、
もし、望んでいたよりも体内治療部位の変化が少ない場合には、光療法を修正す
る工程は、患者に光反応薬剤の更なる追加を与える工程を含むことが可能である
。望んでいた体内治療部位の変化は、体内治療部位の病気に冒された組織の塊の
減少、及び／又は、体内治療部位の病気に冒された組織への血流の減少、及び／
又は、体内治療部位の病気に冒された組織の壊死の徴候を含むことが好ましい。

【００１０】 本発明の多くの応用として、病気に冒された組織は腫瘍を含むであろう。そし
て、本発明の応用としての方法は、光療法によって作られた腫瘍の虚血帯域の範
囲を定めるための、体内治療部位の変化を再検討する工程を含むであろう。その
場合、腫瘍の周囲の正常な組織に向かって広がる虚血帯域の縁の速度を決定する
ことが適当かもしれない。腫瘍のいくつかのタイプに関して、腫瘍の再生が生じ
ないことを保証するために、光療法は、虚血帯域が正常な組織の縁を含んだ後に
のみ終了させられるだろう。

【００１１】 また、その方法は、体内治療部位の３次元画像（３Ｄ）を作成するために、
体内治療部位のスキャニングを行う工程を含んでいる。それから、体内治療部位
の３Ｄ画像を再検討して、光療法によって形成された梗塞形成帯域の範囲を決定
する。いくつかの場合において、その方法は、さらに、超音波スキャニングを行
う工程の前に、患者に超音波コントラスト薬剤を与える工程を含んでいる。超音
波コントラスト薬剤は、多数の画像で示されている体内治療部位の分析を促進す
る。

【００１２】 本発明の更なる側面は、患者の体内の体内治療部位の病気に冒された組織への
光療法の付与に関するシステムに向けられている。そのシステムは、通常は、上
述した方法の工程と調和して種々の機能を果たす要素を含んでいる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

以下で詳述されている参照によって一層よく理解されるのと同様に、添付した
図面と関連させると、この発明の様々な側面や沢山の付随するメリットが更に容
易に認識されるであろう。

【００１４】 図１に示すように、システム１０は、療法が続けられている間、光療法の事態
をリアルタイムで監視するというPDTの付与について、図示したものである。こ
の実施の形態では、可変的な強度／可変的な持続性を有するレーザー光源１２を
有しており、これにより予め定められた周波帯を有する光を生成する。

【００１５】 患者に対してPDTを付与するために、光療法を始める前に、患者に光反応性薬剤
が与えられる。

【００１６】 適切な光反応性薬剤は、限定されるものではないが、インドシアニングリーン
(indocyanine green),トルイジンブルー(toluidine blue),ポルフィリン(porphy
rins),フタロシアニン(phthlocyanines),アミノレブリン酸のようなプロドラッ
グ(prodrugs such as aminolevulinic acid),塩素(chlorins),テキサフィリン(t
exaphyrins),プルプリン(purpurins),ベンゾポルフィリン(benzoporphyrins),フ
ェノチアジン(phenothiazines)、そして他の光反応的な色素および合成物を含ん
でいる。また、上述した光反応性薬剤に加えて、体内の治療部位の異常組織に応
じて選択的に結びつけて使用されうる目標とされる光反応性薬剤が熟考される。
そのような目標とされる光反応性薬剤は、目標とされていないタイプの光反応性
薬剤を用いる場合に通常要求されるであろう量よりも非常に少ない量を使用する
ことができるので、好ましい。用いられる光反応性薬剤は、分離した病害や腫瘍
への適切な間質的注入によって通常与えられ、または、静脈注入や動脈内への注
入によって与えられる可能性がある。目標とされる光反応性薬剤は、一般に、患
者の体内の異常組織や悪性細胞器官の抗原と特に結合することを目的としている
抗体を含む。そのような目標とされている光反応性薬剤に関係する詳細は、一般
に割り当てられている以下の米国特許出願において明らかにされている。すなわ
ち、シリアルナンバー09/078,329で１９９８年５月１３日にファイルされた「目
標とされた放射性核種の制御された活性化」のタイトルを有する米国特許出願（
Serial No.09/078,329, filed May 13,1998, entitled"Controlled Activation
of Targeted Radionuclides”）、シリアルナンバー60/116,234で１９９９年の
１月１５日にファイルされた「目標とされた経皮的ガン種療法」のタイトルを有
する米国特許出願（Serial No.60/116,234, filed January 15,1999, entitled"
Tageted Transcutaneous Cancer Thera py”）、シリアルナンバー60/116,235で１９９９年の１月１５日にファイルされ
た「非侵略的な導管の療法」のタイトルを有する米国特許出願（Serial No.60/1
16,235, filed January 15,1999, entitled"Noninvasive Vascular Therapy”）
、において明らかにされている。

【００１７】 これら三つの係争中の特許出願の各々における詳細や図を含む発表は、参照とし
て特にここに組み入れられる。

【００１８】 患者に付与される光反応性薬剤は、治療部位の異常組織で吸収され及び／又は
特に目標とされ、その結果そこに結合する。そして、この光反応性薬剤は、可変
的な強度／可変的な持続性のレーザー光源１２によって生成される予め定められ
た周波帯の光に一致する特定光吸収周波帯を有するであろう。この光は、外部源
から、末端１６においてクラッディングが取り除かれているオプティカルファイ
バー１４を通って運ばれる。このため、図１の矢印１８によって図示されている
ように、レーザー源からの光は、オプティカルファイバーの末端から発せられる
。オプティカルファイバー１４の末端１６は、外科的な切り目（図示せず）を経
て皮膚層２２を通過させて、腫瘍２０に挿入されている。腫瘍２０は、患者の体
内の皮下体(subudermal volume)２４に位置している 本発明のカギとなる面は、より紋切り型なPDTと対照的に、数時間という期間
あるいは数日という期間にわたって付与されるPDTに特に適切であるということ
である。ここでいう紋切り型のPDTは、通常、比較的高い強度の光源を用いてお
り、より短時間で治療部位に高強度の光を与える。本発明の関連で、レーザー光
源は、体内の治療部位に与える光のパルスの強度及び／又は持続性を調節可能で
あることがさらに好ましい。連続的にエネルギーが与えられている光源といって
も、本発明と関連して内側もしくは外側のいずれかに使用してもよく、光療法が
長期間にわたって与えられて、光パルスの連続、若しくは一定時間の間隔があけ
られた短期間の光（数秒から数分／一定の期間）を含んでおり、あるいは、比較
的低強度の光の連続的な放出を含んでいる。例えば、用いる光反応性薬剤の特徴
や治療する腫瘍や病気に冒された組織の大きさによって、PDTの持続性は約１時
間から２４時間以上となるだろう。低強度の光を使用してPDTを付与することに
よって、あるいは、治療の長持続性期間にわたって一定時間の間隔が空けられて
運ばれるやや高い強度の光のパルスを使用することによって、腫瘍に酸素や栄養
を供給する血脈管構造の虚血が生じるであろう。そして、酸素の欠乏を通じて、
最終的には、腫瘍や病気に冒された組織に死をもたらすであろう。PDTが進行す
ると、腫瘍や病気に冒された組織への影響は、梗塞の形成が広がっている帯域と
して進展するであろう。この梗塞の形成が広がっている帯域は、最終的には、腫
瘍や病気に冒された組織の総容積を取り囲むであろう。

【００１９】 いくつかの例では、腫瘍を囲む正常な組織の縁を、梗塞形成帯域及び／又は血
管虚血が取り囲むまでPDTを続けることは好ましいかもしれない。それによって
、PDTが終了した後に存続し続けるかもしれない残りの病気に冒された組織細胞
から腫瘍が再生しないという保険をかけている。あるタイプの腫瘍は、このよう
な方法でさらに再生するかもしれず、これは結腸の悪性腫瘍の転移から成長した
肝臓の腫瘍を含んでいる。従って、そのような腫瘍を治療することに関して、腫
瘍を囲む正常な組織の縁を梗塞形成帯域が取り囲むまで、治療を続けることが好
ましい。

【００２０】 また、本発明を実行することなく、非常に長くPDTを続けることによって無差
別に正常な組織を傷つけることを回避することも重要であり、このことは十分に
生じうる。さらに図１で図示されているように、システム１０は超音波変換器３
０を含んでおり、この超音波変換器３０は、ケーブル３２を通じて超音波プロセ
ッサーおよびパワー供給部３４と接続している。超音波変換器３０によって作り
出された信号は、超音波プロセッサーおよびパワー供給部３４によって処理され
ており、モニター３６に映し出される超音波画像３８が生み出される。超音波画
像３８を作り出すために、超音波変換器３０は、皮膚層２２を通じて体内皮下体
２４へ伝搬する超音波の波動４０を生じさせる。これらの超音波の波動は、患者
の体内における組織の密度変化によって反射され、超音波変換器によって受け取
られる反射された超音波の波動４２を生じさせる。超音波変換器は、これらの反
射波動に応じて超音波画像３８を作成するために使用される信号を生み出す。よ
り新しいタイプ超音波変換器は、３Dの超音波画像をモニターに映し出すことが
できる。それにより、超音波超音画像(the ultrasonic ultrasound image)を作
成した時の腫瘍２０の位置、範囲、および深さを示す。

【００２１】 リアルタイムで超音波画像を検討することによって、腫瘍２０内におけるPDT
の進展を監視することが可能になり、そして、療法の修正を決定する際に、PDT
の効果を決めることが可能となる。例えば、可変的な強度／可変的な持続性のレ
ーザー光源１２は、生成した光の強度を変えること、及び／又は、光を生成する
間の各時間間隔の持続性とオプティカルファイバー１４を通じて腫瘍２０に光を
付与する間のそのような間隔の周波数とを増加させたり短くすること、を調節す
ることが可能となっている。さらに、腫瘍２０内の光反応性薬剤の集中が減少す
る時間によってPDTの効果が減少するので、患者に対する他の丸薬や光反応性薬
剤の服用を付与することが必要な時若しくは必要かどうかを決定するために、超
音波画像が診断される。

【００２２】 PDTの結果として腫瘍２０内の変化をより好ましく監視するために、最初の超
音波画像は、オプティカルファイバー１４を通じた光療法の付与を始めるのに先
立って、超音波変換器３０を使用することにより作成されるであろう。この最初
の超音波画像は、進行中のPDTの結果として腫瘍における変化の診断に対する基
線画像として役立つであろう。あるいは、準基線画像が、腫瘍２０に光を付与し
始めた直後に、腫瘍の超音波スキャニングによって作成可能となっている。なぜ
ならば、その療法の間では、その段階で変化が最小となるであろうからである。

【００２３】 また、超音波変換器３０は、超音波画像３８の診断により腫瘍２０や他の病気
に冒された組織が配置されている体内の治療部位の位置を示すことに最初に用い
られうることに注意すべきである。腫瘍の位置や範囲そして容積を突き止めるこ
とにより、治療の開始に先立って、腫瘍や他の病気に冒された組織に対するPDT
の付与に関する様々なパラメータを決定することができる。腫瘍の位置を知るこ
とは、腫瘍に対して正確に光を投与するように光源を配置することについても役
立つであろう。

【００２４】 超音波変換器３０は、患者の体５０の体内腫瘍５２の更なる超音波画像を作り
出すために、再配置されうる。なぜなら、超音波変換器の再配置によって、体内
の治療部位の範囲及び状態やPDTの結果をより明確に識別するための異なる観点
が成し遂げられるからである。あるいは、また、図２に示すように、腫瘍に対し
て光を与えるためのオプティカルファイバー１４の取り付けに、二つの超音波変
換器３０が、腫瘍５２の位置、範囲、そして容積をより正確に定めることに役立
つであろう。さらに、図２に示すように、PDTの効果をより明らかにする色々な
位置から腫瘍の画像形成を行うことは、PDTの結果として、内科医(a medical pr
actitioner)が、腫瘍や病気に冒された組織の変化をより決定的に診断すること
を可能にし、それによって、より正確なPDTの診断を得ることができる。

【００２５】 もし、超音波画像の診断によって決定される体内治療部位の変化が、腫瘍や病
気に冒された組織が十分に破壊されていることを示す場合、”PDTの修正”とい
う考えには、PDTの終了を含むことが意図されていることに注意すべきである。
適切な段階および時間でのPDTの終了は、さもなければ起こっていたかもしれな
い、患者の体内の正常な組織に対する療法の有害な効果を、回避するであろう。

【００２６】 図３は、本発明の第２の実施の形態を図示するものであり、腫瘍５６に埋め込
まれた光プローブ５８を使用して光療法を付与するものである。光プローブ５８
において、弾力的な基質６２は多数の伝導性のトレース(traces)（図示せず）を
含み、この伝導性のトレースは、電流(electrical current)を光放出ダイオード
（ＬＥＤｓ）や他の光源に伝える。電流は、導線６４を通じて外部のパワー供給
部（図示せず）から運ばれてきており、皮膚層２２を通って患者の体の外側へ広
がる（若しくは、図示しない体内のパワー供給部へ広がる）。多数の光源は、フ
レキシブルな生物的適応性を有し、光学的に透明な包み６６に取り囲まれており
、光源によって放射される光を腫瘍５６内の病気に冒されている異常な組織に投
射する。適切な光反応性薬剤、例えば、上述した様々な目標に定められた又は目
標に定められていない光反応性薬剤が患者に投与される。腫瘍５６の変化を内科
医が決定可能な超音波画像が、超音波変換器３０を再度用いて作成される。例え
ば、光プローブ５８の周囲においてダッシュ線(a dash line)によって図示され
ている梗塞形成帯域６８は、腫瘍５６内で発達し、PDTの付与の結果が３時間で
示される。梗塞形成帯域６８は、超音波プローブ３０によって作られた超音波画
像で明らかにされており、PDTを施して６時間後に作り出されたその後の超音波
画像と対比することができ、梗塞形成帯域６８よりも十分に容積が大きい梗塞形
成帯域６０が示されている。以下に述べる更なるPDTで、腫瘍５６の更なる変化
をリアルタイムで監視することによって、内科医は、梗塞形成帯域が腫瘍５６の
限界に達した後に、体内の治療部位へのPDTの実行を終えることができる。それ
によって、正常な組織の周囲へのあらゆる反対の衝撃を最小化する。さらに、光
プローブ５８によって運ばれてくる光の強度の変化のようなPDTにおける適切な
変化、もしくはPDTが行われている間にエネルギーが与えられている時間間隔の
持続性は、超音波画像で観察される体内の治療部位における変化の機能として制
御可能となっている。上述した第一の実施の形態と関連して、適切に、更なる光
反応性薬剤を付与することが可能である。

【００２７】 ところで図４に言及すると、本発明の第３の実施の形態は、光療法を付与する
ために、例えば７００ｎｍよりも長い周波帯を含む周波帯にある比較的長い波長
の光を放出するＬＥＤｓ７２の外部配列７０が、体内腫瘍８０に対して使用され
る。ＬＥＤｓ７２は、可変的な強度や可変的な持続性を有するパワー供給部７６
からケーブル７４を通じて供給される電流によってエネルギーが与えられている
。そして、ＬＥＤｓに供給される電流を変えるように、また、一定間隔の時間を
調節するように若しくはPDTが施されている時にＬＥＤｓにエネルギーが与えら
れる一定時間を調節するように、パワー供給部７６を選択的に制御することがで
きる。図４に示すように、超音波変換器３０は、外部配列７０の背後で直接的に
明らかにされており、皮膚層２２を通って体内皮下体２４へ伝播する超音波の波
動４０を生じさせる。腫瘍８０は超音波の波動４０を反射して、超音波変換器３
０によって受け取られる反射された超音波の波動４２を生じさせる。そして、超
音波変換器３０はそれに応じて出力信号を作り出し、腫瘍８０をイメージする際
にその出力信号が使用される。配列７０によって作り出された光は、容易に体お
よび腫瘍８０へ突き進むために十分に長い波長を有している。そして、体および
腫瘍８０では、ＬＥＤｓ７２によって生じさせられた比較的長い波長の光の周波
帯に一致する特定吸収周波帯を有する光反応性薬剤を活性化する。

【００２８】 しかし、図６において図示されている本発明の他の具体例では、超音波変換器
３０を使用する代わりにドップラー超音波トリップ変換器(a Doppler ultrasoun
d-tripped transducer)１００が腫瘍８０に挿入されており、外部超音波プロセ
ッサーおよび画像ディスプレイ（図示せず）から導線１０２によって運ばれくる
信号によってエネルギーが与えられる。それ以外は、図４に示されているものと
略類似している。ドップラー超音波トリップ変換器１００は、例えば、５．５−
１０．０ＭＨｚの周波数に明敏な変換器を有しており、この変換器は２次元（２
Ｄ）の画像形成(imaging)に加えて、十分なスペクトルおよびカラーのドップラ
ーイメージング(Doppler imaging)を行うことができる。ドップラー超音波トリ
ップ変換器１００は、通常は上述したように、超音波の波動４０を生じさせ、反
射した超音波の波動４２を受け取って、超音波画像を作成する際に使用される信
号を作り出す。この超音波画像は、２Ｄであり、ドップラー流(Doppler flow)、
速度、そして血管の周囲の血行力学を図示するためのカラーを含んでいる。上述
したように、図６に示されているシステムは、また、配列７０を使用して、患者
の体内の治療部位において容易に皮膚層２２を通過して腫瘍８０に突き進む比較
的長い波長の光７８を与える。あるいは、また、超音波変換器１００は、腫瘍に
対して間質的に光を付与する光プローブ５８もしくはオプティカルファイバー１
４のいずれかと一緒に使用されうる。

【００２９】 上述したように、本発明の重要な面は、病気に冒された組織を破壊する際そし
て腫瘍内の梗塞形成帯域を作り出す際に、内科医がPDTの効果をリアルタイムで
監視することができるようにする能力である。図５は、本発明に従って長時間に
わたって施されるPDTが、どのように血管９０の虚血をもたらすかを図示したも
のである。血管９０は、通常は、腫瘍９４に酸素で処理された血液を供給する。
この図において、血管９０の全体の範囲を説明しようとする試みはなされていな
い。しかしその代わりに、腫瘍９４の内部の至る所に広がる毛細血管の末端を示
すことなく図を用いて説明している。コントラスト薬剤(a contrast agent)は、
本発明に従って作られた超音波画像のコントラストを改良するために、患者に付
与される。特に、そのような画像で脈管内の血流も描写されているコントラスト
を改良するために付与される。超音波画像を作り出す際の通常の技能を有する者
には、この目的に合った適切なコントラスト薬剤が十分知られている。

【００３０】 腫瘍９４へのPDTの付与の結果として、梗塞形成帯域９６が腫瘍の内部におい
て成長し、この梗塞形成帯域９６は、ダッシュ線９２によって境目が示される。
長時間にわたるPDTの付与によって形成される梗塞形成帯域９６の内側では、血
管９０の虚血が、血管を通じて閉塞血流を閉塞する。血管９０の虚血部分は、平
行線の陰影がつけられている領域９０’によって示されている。更なるPDTが加
えられると、梗塞形成帯域９６の容積、および腫瘍に供給する血管の虚血部分は
、増加し続ける。内科医は、超音波画像で示されるような腫瘍９４の限界に接近
する梗塞形成帯域に応じて、付与されている光の強度を適当に減じて、腫瘍９４
へのPDTの付与を終わらせるであろう。

【００３１】 PDTの経過および腫瘍や他の病気に冒された組織に対するPDTの効果を監視する
能力が、療法の調整を甚だ容易にすることは明らかであろう。そして、内科医は
、素晴らしいPDTの付与の調整を行うことができ、また、適切な時間でPDTを終え
ることができる。本発明に従って作られた超音波画像の利点がない場合には、も
し一旦病気に冒された組織が破壊されてPDTが終了しなかった場合に、PDTの調整
が、一般的に不正確なものとなり、患者に対して潜在的に危険なものとなる。本
発明は、光療法の調整を可能にして、それによって正常な組織を傷つけることを
避けることができる。

【００３２】 本発明は、その実施のより好ましい形態に関連して述べられている。しかしな
がら、通常の技能を有するいわゆる当業者は、特許請求の範囲内でたくさんの修
正を加えたものを理解することができるであろう。従って、発明の範囲における
あらゆる方法を、上述によって限定することを意図したものではない。その代わ
りに、発明の範囲におけるあらゆる方法は、請求項での言及によって専ら決定さ
れる。

【００３３】

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば、 PDTの経過および腫瘍や他の病気に
冒された組織に対するPDTの効果を監視することができ、療法の調整を甚だ容易
にすることができる。そして、素晴らしいPDTの付与の調整を行うことができ、
また、適切な時間でPDTを終えることができ、患者に対する危険を回避すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の好ましい実施の形態の一つに対応し、間質性プローブおよび超音波プ
ローブを示す概略図である。

【図２】 患者の体上の異なる複数の位置から体内治療部位に行われる３Ｄ超音波スキャ
ンの方法を示す概略図である。

【図３】 超音波スキャンされている腫瘍への光療法の付与に使用される多数のＬＥＤｓ
を含む間質性プローブを示す概略図である。

【図４】 超音波スキャンされている腫瘍を経皮的に照らすために使用されるＬＥＤｓの
外部配列を示す概略図である。

【図５】 腫瘍の梗塞形成帯域の範囲内でPDTによって閉塞された血管の一部を示す体内
腫瘍の大いに拡張された部分を示す概略図である。

【図６】 ドップラーワイヤー超音波プローブで超音波的にスキャンされている腫瘍を経
皮的に照らすために使用されるＬＥＤｓの外部配列を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ システム １２ レーザー光源 １４ オプティカルファイバー １６ オプティカルファイバーの末端 ２０、５２、５６、９４ 腫瘍 ２２ 皮膚層 ２４ 皮下体 ３０ 超音波変換器 ３２ ケーブル ３６ モニター ３８ 超音波画像 ４０ 超音波の波動 ４２ 反射された超音波の波動 ５０ 患者の体 ５８ 光プローブ ６２ 基質 ６４ 導線 ６６ 包み ６８、９６ 梗塞形成帯域 ７０ 外部配列 ７２ ＬＥＤｓ ７４ ケーブル ７６ パワー供給部 １００ ドップラー超音波トリップ変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C026 AA04 BB01 BB06 BB08 FF60 4C082 RA02 RC01 RC06 4C084 AA11 NA14 ZB26 4C301 CC02 DD02 EE11 FF09 FF26 GA01 JB22 KK21 4C601 DE01 EE09 FE03 FF11 FF16 GA01 JB34 JB35 KK12 KK18

Claims (45)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体内治療部位の状態に応じて光療法を修正することができる、患者の体内治療
   部位の病気に冒された組織に対して光療法を付与する方法であって、 （ａ）予め定められた周波帯の範囲内の光を放出する光源を供給する工程と、 （ｂ）光源によって放出される光の予め定められた周波帯に対応する特定光吸収
   周波帯を有している光反応性を持った光反応薬剤を患者に付与する工程と、 （ｃ）長時間にわたって光源の光を病気に冒されている組織に付与する工程と、 （ｄ）少なくとも光付与が始まった後の一回を含む複数回で、各画像が体内治療
   部位の状態を示すよう対応する多数の画像を作り出すために体内治療部位の超音
   波スキャニングを行う工程と、 （ｅ）光付与が始まった後の一回で作成された体内治療部位の画像を、初期時に
   作成された画像と比較することによって体内治療部位の変化を発見する工程と、
   を備えたことを特徴とする患者の体内治療部位の病気に冒された組織に対して光
   療法を付与する方法。
2. 【請求項２】 超音波スキャニングを行う工程は、体内治療部位が後に付与される光のあらゆ
   る影響を経験するのに先立って、光付与が始まる前に体内治療部位のスキャニン
   グを行う工程を含み、このことにより、体内治療部位の病気に冒された組織の基
   線画像を作り出すことを特徴とする請求項１記載の方法
3. 【請求項３】 超音波スキャニングを行う工程は、相当な量の光が与えられる前に体内治療部
   位のスキャニングを行う工程を含み、このことにより、病気に冒された組織が光
   によって相当な影響を受ける前に体内治療部位の病気に冒された組織の準基線画
   像を作り出すことを特徴とする請求項１記載の方法
4. 【請求項４】 光源は、少なくとも一つの光放出源を具備するプローブを有し、 前記プローブは、病気に冒された組織内で間質的に注入されるように適合させ
   られている事を特徴とする請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 光源はオプティカルファイバーを有しており、 このオプティカルファイバーは、病気に冒された組織へ間質的に挿入され、か
   つ、オプティカルファイバーの近位端において患者の体外に配列されている光放
   出源から、治療部位に光を運ぶように適応させられている遠位端を有することを
   特徴とする請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 光源は、光療法が付与されている間、患者の体外に配列されており、 予め定められた周波帯は、体内治療部位上の正常な組織を突き進むのに十分な
   長さの波長を含み、これにより、病気に冒された組織に到達することを特徴とす
   る請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 超音波スキャニングを行う工程は、一定間隔をあけて多数回実行されており、 一定間隔があけられているスキャニング時の少なくとも一部は、光療法が付与
   されている間に存在することを特徴とする請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 発見された体内治療部位の変化に応じて光療法を修正する工程を更に備えてい
   ることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 光療法を修正する工程は、 （ａ）体内治療部位に付与される光の強度、 （ｂ）付与される光の周波数、 （ｃ）連続する時間間隔の各々の間における光源によって付与される光の持続性
   、 （ｄ）光の付与を終了させることによる光の付与 のうち少なくとも一つを修正する工程を有することを特徴とする請求項８記載の
   方法。
10. 【請求項１０】 光療法を修正する工程は、血流停滞が正常な組織に隣接した体内治療部位の範
    囲で認められると、病気に冒された組織への光の付与を終了させる工程を含むこ
    とを特徴とする請求項８記載の方法。
11. 【請求項１１】 光療法を修正する工程は、体内治療部位の変化が好ましいものよりも少ない場
    合には、患者に対する光反応薬剤の更なる投与を付与する工程を含むことを特徴
    とする請求項８記載の方法。
12. 【請求項１２】 治療部位への好ましい変化は、 （ａ）体内治療部位の病気に冒された組織の塊の減少、 （ｂ）体内治療部位の病気に冒された組織への血流の減少、 （ｃ）体内治療部位の病気に冒された組織の壊死の徴候、 のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 体内治療部位の変化を発見する工程は、基線画像を、体内治療部位の病気に冒
    された組織への光の付与の始まりの後の相当な時間後に作成された画像と比較す
    る工程を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
14. 【請求項１４】 体内治療部位の変化を発見する工程は、準基線画像を、体内治療部位の病気に
    冒された組織への光の付与の始まりの後の相当な時間後に作成された画像と比較
    する工程を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
15. 【請求項１５】 病気に冒された組織は腫瘍を含み、 さらに、腫瘍内の虚血帯域の範囲を定めるために体内治療部位の変化を再検討
    する工程を備え、 前記虚血帯域は、光療法によって作り出されることを特徴とする請求項１記載
    の方法。
16. 【請求項１６】 再検討を行う工程は、虚血帯域の縁が腫瘍を囲む正常な組織に対して進行する
    速度を定める工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 虚血帯域が正常な組織の縁を含んだ後においてのみ光療法を終了させる工程を
    更に備え、このことにより、腫瘍の再生が起こらないことを保証することを特徴
    とする請求項１５記載の方法。
18. 【請求項１８】 患者の体の超音波スキャニングを行う工程を更に備え、このことにより、光療
    法を直接付与する目的で、病気に冒された組織の位置及び範囲のうち少なくとも
    一つを定めることを特徴とする請求項１記載の方法。
19. 【請求項１９】 患者の体内部に超音波プローブを配置する工程を更に備え、このことにより、
    体内治療部位の超音波スキャニングを行う工程を実行することを特徴とする請求
    項１８記載の方法。
20. 【請求項２０】 超音波スキャニングを行う工程の前に、患者に超音波コントラスト薬剤を付与
    する工程を更に備え、 前記超音波コントラスト薬剤は、多数の画像で示されている体内治療部位の分
    析を促進することを特徴とする請求項１記載の方法。
21. 【請求項２１】 体内治療部位の状態に応じて光療法を修正することができ、患者の体内の体内
    治療部位の病気に冒された組織に長時間にわたって光療法を付与する方法であっ
    て、 （ａ）予め定められた周波帯の範囲内で光を放出する間質性光源を病気に冒され
    た組織内に配置する工程と、 （ｂ）間質性光源によって放出される光の周波帯であって予め定められた周波帯
    に応じた特定光吸収周波帯を有している光反応性をもった光反応性薬剤を患者に
    付与する工程と、 （ｃ）間質性光源が体内治療部位の病気に冒された組織に長時間わたって光を付
    与する工程と、 （ｄ）各画像が （ｉ）病気に冒された組織の容積、 （ｉｉ）病気に冒された組織と正常な組織の間の境界、 （ｉｉｉ）体内治療部位での血流パターン、 のうち少なくとも一つを示すものであって、体内治療部位に光が付与される前の
    一回および体内治療部位への光の付与が始まった後の一回を含む複数回で、対応
    する多数の画像を作り出すために体内治療部位の超音波スキャニングを行う工程
    と、 （ｅ）光療法が始まった後の実質上一回で作成された体内治療部位の画像を、初
    期時に作成された画像と比較して体内治療部位の変化を発見する工程と、 を備えたことを特徴とする方法。
22. 【請求項２２】 発見された体内治療部位の変化に応じて光療法を修正する工程を更に備えたこ
    とを特徴とする請求項２１記載の方法
23. 【請求項２３】 修正する工程は間質性光源を再配置する工程を有し、このことにより、体内治
    療部位で病気に冒された組織に長時間にわたって光を付与した後に、生存してい
    るものとして識別された病気に冒された組織を選択的に治療することを特徴とす
    る請求項２２に記載の方法。
24. 【請求項２４】 間質性光源は、光放出源を含む光放出プローブを有し、 オプティカルファイバーが、患者の体外に配列されている光放出源に接続して
    いることを特徴とする請求工２１記載の方法。
25. 【請求項２５】 修正する工程は、間質性光源によって病気に冒されている組織に付与されてい
    る光の強度を変える工程を有することを特徴とする請求工２２記載の方法。
26. 【請求項２６】 修正する工程は、病気に冒された組織に対する光の付与を終了させる工程を有
    することを特徴とする請求項２２記載の方法。
27. 【請求項２７】 修正する工程は、患者に対する光反応薬剤を更に服用する工程を有することを
    特徴とする請求項２２記載の方法。
28. 【請求項２８】 修正する工程は、間質性光源が病気に冒された組織に光を付与する多数の時間
    間隔の各々の持続性を変える工程を有することを特徴とする請求項２２に記載の
    方法。
29. 【請求項２９】 病気に冒された組織は腫瘍を含み、 修正する工程は、光療法によってもたらされた腫瘍の範囲内の血流減少帯域が
    、腫瘍の境界に近づいていることを示す変化を発見した時に、少なくとも行われ
    ることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
30. 【請求項３０】 病気に冒された組織は腫瘍を含み、 修正する工程は、少なくとも、腫瘍内の虚血帯域が腫瘍の周囲の正常な組織の
    縁を含むことを示す変化を発見した場合に、体内治療部位の病気に冒された組織
    への光の付与を終了させる工程を有することを特徴とする請求項２２に記載の方
    法。
31. 【請求項３１】 超音波スキャニングを行う工程は、一定の間隔を有する複数回で実行され、 体内治療部位の連続的な超音波スキャン相互間のインターバルは経験的に決定
    されることを特徴とする請求項２１記載の方法。
32. 【請求項３２】 超音波コントラスト薬剤を付与する工程をさらに備え、このことにより、多数
    の画像で描写された治療部位の分析を促進することを特徴とする請求項２１記載
    の方法。
33. 【請求項３３】 超音波スキャニングをする工程は、患者の体上の実質的に相違する個所で超音
    波スキャニングを行う工程を有し、このことにより、相違する個所からの超音波
    画像が作成されることを特徴とする請求項２１記載の方法。
34. 【請求項３４】 体内治療部位の病気に冒された組織に光を付与する工程は、病気に冒された組
    織の相当な部分が生存することを多くの画像が示す間は、続行することが認めら
    れることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
35. 【請求項３５】 長時間は、少なくとも１時間であることを特徴とする請求項２１に記載の方法
    。
36. 【請求項３６】 長時間は、少なくとも１２時間以上であることを特徴とする請求項２１に記載
    の方法。
37. 【請求項３７】 患者の体内に超音波変換器を配置する工程を更に備え、 超音波スキャニングを行う工程は、体内に配置された前記超音波変換器を使用
    して実行されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
38. 【請求項３８】 患者の体の超音波スキャニングを行う工程を更に備え、このことにより、病気
    に冒された組織の位置及び範囲のうち少なくとも一方を定めることを特徴とする
    請求項２１に記載の方法。
39. 【請求項３９】 患者の体内の体内治療部位の病気に冒された組織に光療法を付与するシステム
    であって、 （ａ）前もって定められた周波帯の範囲内で光を生成する光源と、 （ｂ）前もって定められた光源の周波帯に対応した特定吸収周波帯を有する光反
    応薬剤であって、光源からの光によって活性化された場合に病気に冒された組織
    を破壊する光反応薬剤と、 （ｃ）超音波の波動を生成して、超音波の波動が患者の体内の病気に冒された組
    織から反射された時に反射された波動を受け取る超音波変換器であって、反射さ
    れた波動に応じて出力信号を作り出す超音波変換器と、 （ｄ）出力信号を受け取るために超音波変換器に接続したディスプレイであって
    、光療法によってもたらされた病気に冒された組織の変化を、相違する時間に作
    られた画像の比較によって発見することができるようにするための光療法の付与
    の間、患者の体内の病気に冒された組織の多数の画像を作成するように適応させ
    られたディスプレイと、 を備えたことを特徴とする患者の体内の体内治療部位の病気に冒された組織に光
    療法を付与するシステム。
40. 【請求項４０】 超音波変換器は、たくさんの画像を生成するために、患者の体外で、配列され
    るとともに使用されるように適応させられていることを特徴とする請求項３９に
    記載のシステム。
41. 【請求項４１】 超音波変換器は、多くの画像を生成するために、患者の体内に配置されるよう
    に適応させれていることを特徴とする請求項３９に記載のシステム。
42. 【請求項４２】 超音波変換器は、ドップラータイプ変換器を有するとともに、ディスプレイに
    カラー超音波画像を生成するように適応させられていることを特徴とする請求項
    ４１に記載のシステム。
43. 【請求項４３】 光源は、患者の体内に挿入されるように適応させられた間質性プローブを有す
    ることを特徴とする請求項３９に記載のシステム。
44. 【請求項４４】 光源は、病気に冒された組織に光を付与するためにレーザーとオプティカルフ
    ァイバーとを有し、レーザーによって生成された光は患者の体に運ばれることを
    特徴とする請求項３９に記載のシステム。
45. 【請求項４５】 光源は、患者の体外で使用されるように適応させられており、 前もって定められた周波帯の範囲内で光源によって生成された光は、体内治療
    部位上の組織を突き進むのみ十分な長さの波長を有する光を含むことを特徴とす
    る請求項３９に記載のシステム。