JP2004532686A - 展開可能な超音波治療トランスデューサ - Google Patents

Abstract

超音波医療システム（９４）は、チューブ（９６）と弾力的に可撓性を有するフィンガー（９８）を含む。チューブ（９６）は、患者の体内に挿入可能な先端部と、先端開口（１０４）を備えた内腔（１０２）を有する。フィンガー（９８）は、内腔（１０２）の先端開口（１０４）から突き出た展開状態をとることができ、また内腔（１０２）の先端開口（１０４）内に少なくとも部分的に格納された収納状態をとることができる。それぞれのフィンガー（９８）は超音波トランスデューサ（１０６）を含み、近接するフィンガーの各超音波トランスデューサ間の距離は収納状態よりも展開状態で大きい。一例では、少なくとも１つのトランスデューサが、超音波イメージングトランスデューサ、超音波治療トランスデューサ、または超音波イメージング／治療トランスデューサである。

Description

【０００１】
本願は、米国仮特許出願第６０／２９４，１３５号の優先権を主張するものであり、この特許出願を参照することを以ってそのすべての開示を本願の一部とするものである。
【０００２】
発明の分野
本発明は超音波に関連し、詳細には、超音波治療システム及び／または超音波治療方法に関連する。
【０００３】
発明の背景
既知の超音波医療システム及び方法では、患者の超音波画像を用いて治療のために患者の組織を識別し、超音波で識別された組織に熱を加えてその組織を医学的に破壊する。イメージングは低出力で行い、治療は高出力で行う。低出力の超音波イメージングでは、患者組織は医学的影響を受けない。高出力の治療用超音波が超音波源から離れた局所領域に集束すると、その局所領域の患者の組織が実質的に医学的な影響を受ける。しかしながら、集束した治療用超音波は、局所領域の以外の患者組織、例えば超音波源と局所領域の間の患者組織に実質的に医学的な影響を与えない。
【０００４】
ある既知の例では、トランスデューサ組立体は、患者の超音波画像を撮るため及び識別された患者組織を超音波でアブレーションするために、１つのトランスデューサ要素を備えた１つの超音波トランスデューサまたは一緒に動作するトランスデューサ要素のアレイを含む。超音波治療を監視するために超音波治療中の患者組織の超音波画像データを温度画像データに変換することは周知である。既知のトランスデューサ要素には、超音波エネルギーを集束する凹レンズまたは音響レンズを備えたトランスデューサ要素がある。既知のトランスデューサ要素のアレイには、超音波エネルギーを集束する平面、凹状、または凸状のトランスデューサ要素のアレイがある。既知のトランスデューサ要素のアレイには、そのアレイから放射された超音波を集束領域（大きくてもよいし、米粒ほど小さくてもよい）に配向及び集束して患者組織の３次元超音波治療をするようにトランスデューサ要素が同時に電子制御または機械制御されるアレイが含まれる。ある適用例では、トランスデューサを患者組織の表面に配置して、患者組織内のある領域の超音波イメージング及び／または超音波治療を行う。別の適用例では、トランスデューサをバルーンで覆い、そのバルーンを生理食塩水などの流体で満たして膨張させて患者の組織表面に接触させ、そのトランスデューサとその患者組織を音響的に結合する。
【０００５】
既知の超音波システム及び方法には、超音波トランスデューサを備えたエンドエフェクタを体外に配置して体内の腎石を医学的に破壊すること、及び超音波トランスデューサを備えたエンドエフェクタを内視鏡的に結腸に挿入して前立腺癌を医学的に破壊すること、及び超音波トランスデューサを備えたエンドエフェクタを腹腔鏡的に腹腔内に挿入して癌性肝腫瘍を医学的に破壊すること、及び超音波トランスデューサを備えたカテーテルエンドエフェクタを腕の静脈内に挿入して心臓に送り、病変心臓組織を医学的に破壊すること、及び超音波トランスデューサ針を備えた針エンドエフェクタを組織を通して舌に挿入し、組織を医学的に破壊してその舌の容量を小さくして鼾を解消することが含まれる。患者の体内でエンドエフェクタを案内する既知の方法には、Ｘ線画像、ＭＲＩ画像、及び超音波トランスデューサで得た超音波画像を用いてエンドエフェクタを案内する方法がある。既知の超音波イメージングには、血流を検出するためのドップラー超音波イメージングがあり、提案されている既知の超音波の利用には、体外で超音波トランスデューサを用いて、病院の救急室に運び込まれた患者の内出血を止める（破裂した血管を塞いで）ことが含まれる。
【０００６】
エシコン・エンド−サージェリィ社（Ethicon Endo-Surgery, Inc.（ジョンソン＆ジョンソン社））が製造するMammotome（登録商標）乳房生検システムでチューブを乳房組織内に挿入する。このチューブは、生検切除器具を備えたエンドエフェクタを有する。トランスポンダの位置を算出して患者の体内でトランスポンダを案内する既知の電磁トランスポンダ／３次元システムは、バイオセンス・ウェブスター（Biosense Webster（ジョンソン＆ジョンソン社））が製造するNAVI-STAR（登録商標）カテーテルと共に用いられるCARTO（商標）ＥＰナビゲーションシステムである。更に、超音波治療などの治療による患者の組織の変化が超音波イメージング信号の振幅及び／または位相に影響を及ぼすことが知られている。
【０００７】
改良された超音波医療システム及び／または改良された超音波医療方法が求められている。本発明は、超音波医療システム及び／または超音波医療方法の欠点を解消する。
【０００８】
本発明の要約
本発明の一実施形態の一表現は、チューブと弾力的に可撓性を有するフィンガーを含む超音波医療システムである。このチューブは、患者の体内に挿入可能な先端部と、先端開口を備えた内腔を有する。フィンガーは、内腔の先端開口から突き出た展開状態をとることができ、また内腔の先端開口内に少なくとも部分的に格納された収納状態をとることができる。それぞれのフィンガーは超音波トランスデューサを含む。近接するフィンガーの各超音波トランスデューサ間の距離は、収納状態よりも展開状態で大きい。一例では、少なくとも１つのトランスデューサが、超音波イメージングトランスデューサ、超音波治療トランスデューサ、または超音波イメージング／治療トランスデューサである。
【０００９】
本発明は、限定するものではないが、従来の内視鏡、開放手術器具、並びにロボット支援外科手術に適用できる。
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明を詳細に説明する前に、本発明が、その適用及び使用において、添付の図面及び以降の説明に例示されている構造及び構成の細部に限定されるものではないことを理解されたい。本発明の例示されている実施形態は、他の実施形態、変形形態、変更形態で実施したりこれらに含めたりすることができ、様々な方法で実施できる。更に、特段の記載がない限り、本明細書に用いる用語及び表現は、読者が理解し易いように本発明の例示的な実施形態を説明するために選択したものであって、本発明を限定することが目的ではない。
【００１１】
１または複数の後述する実施形態、実施形態の表現、例、または方法などを、１または複数の後述する実施形態、実施形態の表現、例、または方法などと組み合わせることができることを理解されたい。例えば、限定するものではないが、任意のエンドエフェクタを任意の方法に、任意のトランスデューサ構造を任意のエンドエフェクタに用いることができ、第１７の方法と第１８の方法とを組み合わせるように任意の好適な方法を組み合わせることができる。
【００１２】
組織保持装置を用いた超音波治療
超音波治療用の組織保持システム
図面を参照すると、図１〜図３に本発明の第１の実施形態が例示されている。本発明の第１の実施形態の第１の表現は、患者１４内に挿入可能なエンドエフェクタ１２を備えた超音波治療システム１０についてである。エンドエフェクタ１２は組織保持装置１６を含む。この組織保持装置１６は、少なくとも１つの超音波治療トランスデューサ２０（トランスデューサ２０とも呼ぶ）を備えた第１の組織保持部材１８と第２の組織保持部材２２を含む。第１の組織保持部材１８と第２の組織保持部材２２は機能的に連結されていて、協動してそれらの両部材間に患者組織２４を保持することができ、かつ保持した患者組織２４を放すことができる。
【００１３】
超音波治療トランスデューサが、限定するものではないが、少なくとも人などの患者の超音波治療ができるように適合された超音波トランスデューサであることを留意されたい。超音波トランスデューサは、当業者に周知の、１つの超音波治療トランスデューサ要素または超音波治療トランスデューサ要素のアレイのいずれかを含む。超音波治療トランスデューサは、患者の超音波イメージングを行うことができるように適合されていても、適合されていなくてもよい。同様に、超音波イメージングトランスデューサは、少なくとも患者の超音波イメージングができるように適合された超音波トランスデューサであり、患者の超音波治療ができるように適合されていても、適合されていなくてもよい。
【００１４】
組織保持部材の一方による超音波治療中に２つの組織保持部材の間に患者組織を保持する利点には、１つの器具で患者の組織を超音波的に治療すると共に、治療中にずれないように患者組織を固定できることが含まれる。またある適用例では、組織保持装置は組織を維持及び保持するクランプであり、別の適用例では、組織保持装置はクランプではなく、組織を保持しないが組織が動かないように維持する装置であることに留意されたい。
【００１５】
図示されていない一変形形態では、第２の組織保持部材２２は、超音波イメージングトランスデューサ及び／または治療トランスデューサを有する。図示されていない同じまたは別の変形形態では、組織保持装置１６は、少なくとも１つの追加の組織保持部材を有する。２またはそれ以上の部材を遠隔操作で互いに近づけたり遠ざけたりするための機構（図示せず）は当業者の一般的な知識の範囲内であって、限定するものではないが、回動部材アタッチメントの使用及びケーブルやモーターの使用が含まれる。同じまたは別の変形形態では、患者組織２４は、超音波治療トランスデューサ２０と第２の組織保持部材２２との間に保持される。同じまたは別の変形形態では、超音波治療トランスデューサ２０は超音波エネルギーを集束するが、このような収束は当業者に周知である。図示されていない同じまたは別の変形形態では、第２の組織保持部材２２は実質的に超音波を反射しない。
【００１６】
本発明の第１の実施形態の第２の表現は、患者１４内に挿入可能なエンドエフェクタ１２を含む超音波治療システム１０についてである。エンドエフェクタ１２は組織保持装置１６を含む。この組織保持装置１６は、少なくとも１つの超音波イメージング／治療トランスデューサ２６（トランスデューサ２６とも呼ぶ）を有する第１の組織保持部材１８と第２の組織保持部材２２とを含む。第１の組織保持部材１８及び第２の組織保持部材２２は機能的に連結されていて、協動してこれらの間に患者組織２４を保持することができ、かつそのように保持した患者組織２４を放すことができる。
【００１７】
超音波イメージング／治療トランスデューサは、少なくとも患者の超音波イメージング及び超音波治療の両方ができるように適合された超音波トランスデューサである。超音波イメージング／治療トランスデューサは、１つの超音波イメージング／治療トランスデューサ要素、または超音波トランスデューサ要素のアレイ（イメージングのための少なくとも１つの個別の要素と治療のための少なくとも１つの個別の要素を有するアレイ、またはそれぞれがイメージングと治療の両方ができるように適合された少なくとも２つの要素を有するアレイを含む）のいずれかを含むが、これは当業者に周知である。一変形形態では、保持された患者組織２４は、イメージング／治療トランスデューサ２６と第２の組織保持部材２２との間に保持される。同じまたは別の変形形態では、超音波イメージング／治療トランスデューサ２６は超音波エネルギーを集束する。図示されていない同じまたは別の変形形態では、第２の組織保持部材２２は実質的に超音波を反射しない。
【００１８】
図１〜図３に示されている第１の実施形態の第３の表現は、患者１４内に挿入可能なエンドエフェクタ１２を含む超音波治療システム１０についてである。エンドエフェクタ１２は組織保持装置１６を含む。組織保持装置１６は、少なくとも１つの超音波治療トランスデューサ２０を有する第１の組織保持部材１８と、少なくとも１つの超音波反射器２８を有する第２の組織保持部材２２とを含む。第１の組織保持部材１８及び第２の組織保持部材２２は機能的に連結されていて、協動してそれらの両部材間に患者組織２４を保持することができ、かつそのように保持した患者組織２４を放すことができる。
【００１９】
第１の組織保持部材の超音波治療トランスデューサ及び第２の組織保持部材の超音波反射器によって超音波治療中に、２つの組織保持部材間に患者組織を保持する利点には、１つの器具で、直接の超音波によって超音波治療でき、反射された超音波によって超音波治療を促進し、更に治療中にずれないように患者組織を固定できることが含まれる。
【００２０】
超音波反射器２８は、その超音波反射器で反射される直接の超音波によって治療されている間に、少なくとも実質的に医学的な影響を患者組織に与える程度に超音波を反射する物質であることに留意されたい。超音波反射材料として、限定するものではないが、ステンレス鋼（約１００％の反射率）及びアルミニウム（約８０％の反射率）などの音響的に硬い材料、コーポリン（corporene）（約９０％の反射率）などの音響的に柔らかい材料をあげることができる。超音波反射材料は、限定するものではないが、ゴムやプラスチック等の超音波吸収材料等と対照的である。一変形形態では、保持された患者組織２４は、超音波治療トランスデューサ２０と超音波反射器２８との間に保持される。同じまたは別の変形形態では、超音波治療トランスデューサ２０及び超音波反射器２８はそれぞれ、超音波エネルギーを集束する。このような超音波反射器のエネルギーの集束は、反射器表面の形状または成形することによって達成することができるが、これは当業者の知識の範囲内である。
【００２１】
図１〜図３に示されている第１の実施形態の第４の表現は、患者１４内に挿入可能なエンドエフェクタ１２を含む超音波治療システム１０についてである。エンドエフェクタ１２は組織保持装置１６を含む。組織保持装置１６は、少なくとも１つの超音波イメージング／治療トランスデューサ２６を有する第１の組織保持部材１８と、少なくとも１つの超音波反射器２８を有する第２の組織保持部材２２とを含む。第１の組織保持部材１８及び第２の組織保持部材２２は機能的に連結されていて、協動してこれらの両部材間に患者組織２４を保持することができ、かつそのように保持した者組織２４を放すことができる。一変形形態では、保持される患者組織２４は、超音波イメージング／治療トランスデューサ２６と超音波反射器２８との間に保持される。同じまたは別の変形形態では、超音波イメージング／治療トランスデューサ２６及び超音波反射器２８のそれぞれは超音波エネルギーを集束する。
【００２２】
第１の実施形態の前記した第３の表現及び第４の表現の一例では、超音波反射器２８は、トランスデューサ２０及びトランスデューサ２６からの超音波エネルギーを受けて、組織保持装置１６によって保持されている患者組織２４に超音波エネルギーを反射する向きに配置されている。同じまたは別の例では、超音波反射器２８は、患者組織１４が組織保持装置１６によって保持されているときに到達した超音波エネルギーをトランスデューサ２０及びトランスデューサ２６から離れる方向に反射するように配置されている。この構成の利点は、反射した超音波によるトランスデューサの損傷を回避できるということである。同じまたは別の例では、第１の組織保持部材１８及び第２の組織保持部材２２の一方を、限定するものではないが図２に示されている両矢印に沿って向きを変えることができるようにして、第１の組織保持部材１８及び第２の組織保持部材２２の他方に対して制御可能に向きを合わせることができる。一変更形態では、第２の組織保持部材２２を、到達した超音波エネルギーを様々な方向に沿って反射するように第１の組織保持部材１８に対して制御可能に向きを合わせることができる。第１の代替エンドエフェクタ３０が図４に示されており、第２の組織保持部材３２を、図４の両矢印によって示されているように第１の組織保持部材３４に対して制御可能に向きを合わせることができる。一方の部材を他方の部材に対して制御可能に遠隔的に向きを合わせる機構（図示せず）は当業者の知識の範囲内であり、限定するものではないが、回動部材アタッチメントの使用及びケーブルやモーターの使用が含まれる。一適用例では、トランスデューサ２０及びトランスデューサ２６は、広い範囲に集束する超音波（図３の第１の組織保持部材１８から出た矢印によって示されている）を生成し、超音波反射器２８が、狭く集束する超音波（図３の第２の組織保持部材２２から出た矢印によって示されている）を生成する。
【００２３】
第１の実施形態の前記した第１の表現から第４の表現の一例では、エンドエフェクタ１２は、当業者なら理解できる開放手術（open-surgery）エンドエフェクタ、内視鏡エンドエフェクタ、腹腔鏡エンドエフェクタ（図１に示されているような）、カテーテルエンドエフェクタ（限定するものではないが、血管内カテーテルエンドエフェクタ等）、または針エンドエフェクタである。一適用例では、エンドエフェクタ１２を用いて血管を保持し、次にその血管を超音波治療して血管を塞ぎ、保持した血管内の血液の流れを止める。別の適用例では、エンドエフェクタ１２を用いて患者組織を保持し、次に保持した患者組織の少なくとも一部を超音波アブレーションする。
【００２４】
第１の実施形態の上記した第１の表現から第４の表現のあるデザインでは、エンドエフェクタ１２は長手方向の軸３５を有しており、第１の組織保持部材１８及び第２の組織保持部材２２の一方が、長手方向の軸３５に対して実質的に直交する方向に常に向いている。その一方の組織保持部材が平面であったら、その長手方向の軸がその一方の組織保持部材の平面に対して実質的に平行であることになる。可能な一形態では、その一方の組織保持部材は第１の組織保持部材１８である。第２の代替エンドエフェクタ３６は、図５の両矢印によって示されているように互いに対して動くように蝶番式に取り付けられた第１の組織保持部材３８及び第２の組織保持部材４０を有しており、図５に部分的に開いた状態が示されている。第２の代替エンドエフェクタ３６は、長手方向の軸４２を有しており、第１の組織保持部材３８及び第２の組織保持部材４０の一方が、その長手方向の軸４２に対して実質的に平行な方向に常に向いている。その一方の組織保持部材が平面であったら、その長手方向の軸は、その一方の組織保持部材の平面に対して実質的に直交することになる。可能な一形態では、その一方の組織保持部材は第１の組織保持部材３８である。図６に示されているように、第３の代替エンドエフェクタ３７は、第１の組織保持部材３９及び第２の組織保持部材４１を備えており、その一方の部材が他方の部材に対して長手方向に移動可能（両矢印によって示されているように）である。第３の代替エンドエフェクタ３７は長手方向の軸４３を有しており、第１の組織保持部材３９及び第２の組織保持部材４１の一方が、長手方向の軸４３に対して実質的に平行な方向に常に向いている。可能な一形態では、その一方の組織保持部材は第１の組織保持部材３９である。
【００２５】
図１に示されているように、可能な一形態では、超音波治療システム１０は、当業者なら理解できる、フットペダル電源スイッチ４７に機能的に接続された超音波制御器４６及びエンドエフェクタ１２に機能的に接続されたハンドピース４４を含む。
【００２６】
本発明の第１の方法は、前記した変形形態などを含むまたは含まない第１の実施形態の第１の表現、第２の表現、第３の表現、または第４の表現で説明したような超音波治療システムを用いる患者の超音波治療についてである。第１の方法は、ステップ（ａ）からステップ（ｅ）を含む。ステップ（ａ）は、患者の耳、鼻、または喉の中にエンドエフェクタを内視鏡的に挿入することを含む。ステップ（ｂ）は、患者の体内で内視鏡を案内することを含む。ステップ（ｃ）は、任意選択で少なくとも部分的にトランスデューサを用いて超音波イメージングから治療のために患者組織を識別することを含む。治療のために患者組織を識別する他の方法には、限定するものではないが、当業者に周知のＸ線画像及び／またはＭＲＩ画像が含まれる。ステップ（ｄ）は、組織保持装置を用いて識別した患者組織を保持することを含む。ステップ（ｅ）は、トランスデューサを用いてまたはトランスデューサと超音波反射器を用いて超音波で、保持している患者組織を治療することを含む。一実施態様では、一方の組織保持部材は、エンドエフェクタの長手方向の軸に対して実質的に平行な方向に常に向いている（図５及び図６を参照）。
【００２７】
本発明の第２の方法は、上記した変形形態などを含むまたは含まない第１の実施形態の第１の表現、第２の表現、第３の表現、または第４の表現で説明したような超音波治療システムを用いる患者の超音波治療についてである。この第２の方法はステップ（ａ）からステップ（ｃ）を含む。ステップ（ａ）は、患者の体内にエンドエフェクタ１２を挿入することを含む。ステップ（ｂ）は、組織保持装置で患者の組織を含む椎間板４８（図３を参照）を保持することを含む。ステップ（ｃ）は、トランスデューサを用いてまたはトランスデューサと超音波反射器を用いて組織を収縮させるために超音波で、保持している椎間板４８を治療することを含む。一実施態様では、一方の組織保持部材は、エンドエフェクタの長手方向の軸に対して実質的に直交する方向に常に向いている（図２及び図４を参照）。本発明の第２の方法の一適用例では、椎間板４８は結合組織及び神経組織を含む。
【００２８】
本発明の第３の方法は、上記した変形形態等を含むまたは含まない第１の実施形態の第１の表現、第２の表現、第３の表現、または第４の表現で説明したような超音波治療システムを用いる患者の超音波治療についてである。この第３の方法は、ステップ（ａ）からステップ（ｃ）を含む。ステップ（ａ）は、患者の体内にエンドエフェクタを挿入することを含む。ステップ（ｂ）は、組織保持装置で患者の組織を含む関節を保持することを含む。ステップ（ｃ）は、トランスデューサを用いてまたはトランスデューサと超音波反射器を用いて組織を収縮させるために超音波で、保持している関節を治療することを含む。一実施態様では、一方の組織保持部材は、エンドエフェクタの長手方向の軸に対して実質的に直交する方向に常に向いている（図２及び図４を参照）。本発明の第３の方法の一適用例では、関節は結合組織及び神経組織を含む。
【００２９】
上記したように、第１の実施形態の上記した第１の表現から第４の表現の超音波治療システム１０の一適用例では、組織保持装置を用い血管を保持し、トランスデューサを用いてまたはトランスデューサと超音波反射器を用いてその血管内の血液の流れを実質的に止める。
【００３０】
再び図面を参照すると、図７及び図８に本発明の第２の実施形態が例示されている。この第２の実施形態は、患者の体内に挿入可能なエンドエフェクタ５２を含む超音波治療システム５０である。エンドエフェクタ５２は組織保持装置５４を含む。組織保持装置５４は、超音波イメージング／治療トランスデューサ５８を有する第１の組織保持部材５６と、超音波反射器６２を有する第２の組織保持部材６０とを含む。第１の組織保持部材５６及び第２の組織保持部材６０は機能的に連結されていて、協動してこれらの両部材間に患者組織を保持することができ、かつそのように保持した患者組織を放すことができる。第１の組織保持部材５６及び第２の組織保持部材６０は、常に実質的に平行な配置に維持される。
【００３１】
組織保持部材間を実質的に平行な配置にする利点には、一例では、トランスデューサと超音波反射器を実質的に平行な配置に維持して、組織保持部材に保持したあらゆる厚みの患者組織に対して、反射された超音波による治療が改善できることが含まれる。
【００３２】
第２の実施形態の一例では、第１の組織保持部材５６は第１のチューブ６６の先端部分６４である。超音波治療システム５０はまた、第２のチューブ６８、第１の連結部材７０、第２の連結部材７２、及びケーブル７４を含む。第２のチューブ６８は、第１のチューブ６６と実質的に平行に向いている。第１の連結部材７０及び第２の連結部材７２は、回動点７６，７８，８０及び８２で第２の組織保持部材６０及び第２のチューブ６８に回動可能に取り付けられており、第２の組織保持部材６０の基端部分８４、第２のチューブ６８の先端部分８６、第１の連結部材７０、及び第２の連結部材７２によって蝶番式平行四辺形が画定されている。超音波反射器６２が、トランスデューサ５８に面するように第２の組織保持部材６０の先端部分８８に配置されている。ケーブル７４が、第２の組織保持部材６０を第１の組織保持部材５６に対して近づけたり離したりできるように蝶番式平行四辺形に機能的に連結されている。
【００３３】
一変形形態では、超音波治療システム５０は外側チューブ９０も含む。外側チューブ９０の中には、ケーブル７４、第１のチューブ６６、及び第２のチューブ６８が配置されている。一変更形態では、超音波治療システム５０はハンドピース９２も含む。ハンドピース９２には、ケーブル７４、第１のチューブ６６、第２のチューブ６８、及び外側チューブ９０が機能的に連結されている。あるデザインでは、第１のチューブ６６の長手方向の軸に対する第１のチューブ６６の向きを、ハンドピース９２内に配置されたステップモータ（図示せず）をそのハンドピース９２で操作して制御できる。同じまたは別のデザインでは、第１のチューブ６６は、トランスデューサの配線（図示せず）が可能となるように中空のチューブであり、第２のチューブ６８は硬質チューブ（図示せず）である。用途によって、チューブ６６，６８及び９０を硬質にすることも柔軟にすることもでき、これが、あらゆるエンドエフェクタのあらゆるチューブ構造（具体的に硬質または柔軟性と開示した、または具体的には開示していない）に当てはまり、また本発明の前記した実施形態または後述する実施形態のあらゆるエンドエフェクタ自体に当てはまる。
【００３４】
特定のトランスデューサ構造を用いた超音波治療
配置可能な超音波治療トランスデューサ
図面を参照すると、図９〜図１１に本発明の第３の実施形態が例示されている。本発明の第３の実施形態の第１の表現は、チューブ９６と弾力的に可撓性を有する複数のフィンガー９８を含む超音波医療システム９４についてである。チューブ９６は、患者の体内に挿入可能な先端部１００と、先端開口１０４を備えた内腔１０２とを有する。フィンガー９８は、内腔１０２の先端開口１０４から突き出た展開状態（図１０を参照）をとることができ、また内腔１０２の先端開口１０４内に少なくとも部分的に格納された収納状態（図１１を参照）をとることができる。それぞれのフィンガー９８は超音波トランスデューサ１０６を含む。近接するフィンガー９８の各超音波トランスデューサ１０６間の距離は、収納状態よりも展開状態で大きい。超音波医療システムは、少なくとも患者の超音波イメージングまたは超音波治療を提供する医療システムである。
【００３５】
チューブと伸長可能／格納可能な可撓性フィンガーのアレイ構造の利点には、トランスデューサが展開された状態で共通の集束ゾーンを有する超音波治療トランスデューサである場合、トランスデューサ超音波放射表面積をより大きくすることができ、これにより治療時間を短縮できることが含まれる。この超音波放射表面積は、患者の体内において超音波治療を行う患者組織の部位に対して送る及び戻す際にコンパクトな形状に簡単に収納することができる。
【００３６】
一変形形態では、フィンガー９８は、収納された状態でその一部のみが内腔１０２の先端開口１０４内に格納される（図１１を参照）。図示されていない別の変形形態では、フィンガー９８は、収納された状態で完全に内腔１０２の先端開口１０４内に格納される。フィンガー９８が内腔１０２の先端開口１０４から伸長可能である展開状態をとることができ、内腔１０２の先端開口１０４内に少なくとも部分的に格納可能であるため収納状態をとることができる。すなわち、フィンガー９８は収納された状態（仮にあったとして）よりも伸長した状態で内腔１０２の先端開口１０４からより突き出ている。チューブのフィンガーを遠隔操作で伸長させたり格納したりする機構（図示せず）には、限定するものではないが、ハンドピースを圧迫すると前進し、その圧迫を緩めると後退するようにばね付勢された、フィンガーの基端部に取り付けられてチューブの内腔内に配置される普通のシャフトが含まれるが、これは当業者の知識の範囲内である。一変更形形態では、内腔１０２の先端開口１０４はチューブ９６の先端部１００と一致する。図示されていない別の変更形態では、内腔の先端開口はチューブの先端部から離間している。一実施態様では、内腔１０２の先端開口１０４はチューブ９６の先端部１００と同じ方向を向いている。例えば、限定するものではないが内腔の先端開口がチューブの先端部に直交するように向いている別の実施態様も当業者には明らかであろう。一例では、少なくとも１つのトランスデューサ１０６が超音波イメージングトランスデューサである。同じまたは別の例では、少なくとも１つのトランスデューサ１０６が超音波治療トランスデューサである。同じまたは別の例では、少なくとも１つのトランスデューサ１０６が超音波イメージング／治療トランスデューサである。
【００３７】
第３の実施形態の第２の表現は、チューブ９６と、複数のフィンガー９８を有するエンドエフェクタ１１０を含む超音波治療システム１０８についてである。チューブ９６は、患者の体内に挿入可能な先端部１００と、先端開口１０４を備えた内腔１０２とを有する。フィンガー９８は、内腔１０２の先端開口１０４から伸長した展開状態をとり（図１０を参照）、少なくとも部分的に内腔１０２の先端開口１０４内に格納された収納状態をとる（図１１を参照）。それぞれのフィンガー９８は超音波治療トランスデューサ１１２を含む。近接するフィンガー９８の各治療トランスデューサ１１２間の距離は、収納状態よりも展開状態で広い。
【００３８】
第３の実施形態の第３の表現は、チューブ９６と、複数のフィンガー９８を有するエンドエフェクタ１１０とを含む超音波治療システム１０８についてである。チューブ９６は、患者の体内に挿入可能な先端部１００と、先端開口１０４を備えた内腔１０２とを有する。フィンガー９８は、内腔１０２の先端開口１０４から伸長した展開状態をとり（図１０を参照）、少なくとも部分的に内腔１０２の先端開口１０４内に格納された収納状態をとる（図１１を参照）。それぞれのフィンガー９８は、超音波イメージング／治療トランスデューサ１１４を含む。近接するフィンガー９８の各超音波イメージング／治療トランスデューサ１１４間の距離は、収納状態よりも展開状態で広い。
【００３９】
第３の実施形態の第１の表現について説明した変形形態、変更形態、及び実施態様などは、第３の実施形態の第２の表現及び第３の表現に等しく適用できることを理解されたい。
【００４０】
第３の実施形態の第１の表現、第２の表現、及び第３の表現の一例では、トランスデューサ１０６，１１２及び１１４はそれぞれ、超音波放射凹面１１６を有する。図示されていない別の例では、トランスデューサは平坦な超音波放射面を有する。ある構造では、それぞれの凹面１１６は、対応するフィンガー９８に沿って凹状である（図１０に最もよく示されている）。図示されていない別の構造では、それぞれの凹面は、対応するフィンガーを横断するような凹状、または対応するフィンガーを横断しかつ沿っているような凹状である（例えば、半球状の凹面など）。あるデザインでは、各凹面１１６は、フィンガー９８が展開された状態のときに実質的に共通の集束ゾーンを有する。図１０のエンドエフェクタ１１０では、フィンガー９８はそれぞれ、患者組織１１９に面している。図示されていない別のデザインでは、集束ゾーンは共通ではない。ある構造では、フィンガー９８は、展開した状態でオープンハンド・フィンガーアレイ１１８を画定する。代替エンドエフェクタ１２０の形である代替可撓性フィンガー構成が図１２に示されており、フィンガー１２２が展開した状態でクローハンド（clawed hand）・フィンガーアレイ１２４を画定している。図１２の代替エンドエフェクタ１２０では、そのフィンガー１２２は、超音波トランスデューサ１２８でイメージング及び／または治療をするべく患者組織１２６を覆っている。図示されていない別のトランスデューサの構造では、１または複数、または全ての超音波トランスデューサは内側ではなく外側を向いている。
【００４１】
第３の実施形態の第１の表現、第２の表現、及び第３の表現の同じまたは別の例では、フィンガー９８の個数は少なくとも４個である。第３の実施形態の第２の表現及び第３の表現の同じまたは別の例では、エンドエフェクタ１１０（及び代替エンドエフェクタ１２０）は、当業者なら理解できる開放手術エンドエフェクタ、内視鏡エンドエフェクタ、腹腔鏡エンドエフェクタ（図９を参照）、カテーテルエンドエフェクタ（限定するものではないが、血管内脈カテーテルエンドエフェクタなど）、または針エンドエフェクタである。
【００４２】
図９に示されているような可能な一形態では、超音波治療システム１０８は、当業者なら理解できるフットペダル電源スイッチ１３３に機能的に接続された超音波制御器１３２及びエンドエフェクタ１１０に機能的に接続されたハンドピース１３０も含む。
【００４３】
多面型超音波治療トランスデューサ組立体
本発明の第４の実施形態が図１３〜図１５に示されている。本発明の第４の実施形態の第１の表現は、患者の体内に挿入可能な超音波トランスデューサ組立体１３６を含む超音波医療システム１３４についてである。超音波トランスデューサ組立体１３６は長手方向の軸１３８を有する。超音波トランスデューサ組立体１３６は、Ｐ個の超音波トランスデューサ１４０を含む。それぞれのトランスデューサ１４０は、超音波放射面１４２を有する。超音波放射面は、長手方向の軸１３８に直交するように切断されたトランスデューサ組立体１３６の断面（図１５を参照）を見ると、近接するトランスデューサ１４０の超音波放射面１４２から実質的に３６０／Ｐ度の角度ずれて配置されている。
【００４４】
このようなトランスデューサ構造の利点には、一例では、円筒状超音波トランスデューサでは不可能な配向即ち集束された治療超音波を提供できることが含まれるが、これは当業者なら理解できるであろう。
【００４５】
患者の体内に挿入可能な超音波トランスデューサ組立体１３６が、超音波イメージングトランスデューサ組立体、超音波治療トランスデューサ組立体、または超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体であることを留意されたい。超音波イメージングトランスデューサ組立体は少なくとも１つの超音波イメージングトランスデューサを有しており、超音波治療トランスデューサ組立体は少なくとも１つの超音波治療トランスデューサを有する。超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体は、少なくとも１つの超音波イメージングトランスデューサと少なくとも１つの超音波治療トランスデューサを含むか、または少なくとも１つの超音波イメージング／治療トランスデューサを含む。
【００４６】
本発明の第４の実施形態の第２の表現は、患者の体内に挿入可能なエンドエフェクタ１４６を含む超音波治療システム１４４についてである。エンドエフェクタ１４６は、超音波治療トランスデューサ組立体１４８を含む。超音波治療トランスデューサ組立体１４８は長手方向の軸１３８を有する。超音波治療トランスデューサ組立体１４８は、Ｐ個の超音波治療トランスデューサ１５０を有する。それぞれのトランスデューサ１５０は、長手方向の軸１３８から離れる方に向いた超音波放射面１４２を有する。この超音波放射面１４２は、長手方向の軸に対して直交するように切断されたトランスデューサ組立体１４８の断面（図１５を参照）を見ると、近接するトランスデューサ１５０の超音波放射面１４２から実質的に３６０／Ｐ度の角度ずれて配置されている。一例では、少なくとも１つの超音波治療トランスデューサ１５０が、超音波イメージングができるようにも適合されている。
【００４７】
本発明の第４の方法は、第４の実施形態の第２の表現で説明したような超音波治療システム１４４を用いる患者の超音波治療についてである。第４の方法はステップ（ａ）及びステップ（ｂ）を含む。ステップ（ａ）は、患者の肝臓内にエンドエフェクタ１４６を挿入することを含む。ステップ（ｂ）は、超音波治療トランスデューサ組立体１４８からの超音波で肝臓内の病変を治療することを含む。一例では、ステップ（ａ）で、エンドエフェクタ１４６を組織を通して病変内に挿入する。別の例では、ステップ（ａ）で、エンドエフェクタ１４６を肝胆導管を介して肝臓内に内視鏡的に挿入する。
【００４８】
本発明の第４の実施形態の第３の表現は、患者の体内に挿入可能なエンドエフェクタ１４６を含む超音波治療システム１４４についてである。エンドエフェクタ１４６は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体１５２を含む。超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体１５２は長手方向の軸１３８を有する。超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体１５２は、Ｐ個の超音波イメージング／治療トランスデューサ１５４を含む。それぞれのトランスデューサ１５４は超音波放射面１４２を有する。超音波放射面１４２は、長手方向の軸１３８に対して直交するように切断されたトランスデューサ組立体１５２の断面（図１５を参照）を見ると、近接するトランスデューサ１５４の超音波放射面１４２から実質的に３６０／Ｐ度ずれて配置されている。
【００４９】
本発明の第５の方法は、第４の実施形態の第３の表現で説明したような超音波治療システム１４４を用いる患者の超音波治療についてである。第４の方法はステップ（ａ）からステップ（ｃ）を含む。ステップ（ａ）は、患者の肝臓内にエンドエフェクタ１４６を挿入することを含む。ステップ（ｂ）は、少なくとも部分的に超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体１５２を用いて超音波イメージングから、治療のために肝臓の病変を特定することを含む。ステップ（ｃ）は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体１５２からの超音波で病変を治療することを含む。一例では、ステップ（ａ）で、エンドエフェクタ１４６を組織を通して病変内に挿入する。別の例では、ステップ（ａ）で、エンドエフェクタ１４６を肝胆導管を介して肝臓内に内視鏡的に挿入する。
【００５０】
第４の実施形態の前記した第１の表現、第２の表現、及び第３の表現の一例では、トランスデューサ組立体１３６，１４８及び１５２が先端部１５６及び先端トランスデューサ１５８を有する。あるデザインでは、先端トランスデューサは前方を向いた先端トランスデューサである。別のデザインでは、先端トランスデューサは側面を向いた先端トランスデューサである。一変形形態では、先端トランスデューサは超音波イメージング先端トランスデューサである。別の変形形態では、先端トランスデューサは超音波治療先端トランスデューサである。更なる変形形態では、先端トランスデューサは超音波イメージング／治療先端トランスデューサである。更なる変形形態では、先端トランスデューサは、電磁波または機械波（mechanical waves）、またはそれら両方を放出するトランスポンダである。
【００５１】
第３の実施形態の前記した第１の表現、第２の表現、及び第３の表現の同じまたは別の例では、それぞれの超音波放射面１４２は、図１５に示されているその断面図を見ると実質的に直線状である。図１４に示されている一変形形態では、それぞれの超音波放射面１４２は、長手方向の軸１３８に平行な方向に超音波放射面１４２に沿って実質的に凹状であり、それぞれが集束ゾーンを有する。図１６に示されている第１の代替トランスデューサ構造では、それぞれの超音波放射面１６２は実質的に平坦な形状である。図１７に示されている第２の代替トランスデューサ構造では、それぞれの超音波放射面１６４は断面図で見たときに実質的に凹状であり、それぞれの超音波放射面１６４が集束ゾーンを有する。一変更形態では、それぞれの超音波放射面１６４は、長手方向の軸に平行な方向に超音波放射面１６４に沿って実質的に凹状である（例えば、半球状で凹状の超音波放射面１６４など）。このような超音波放射面の形状は、本発明の他のすべての実施形態で説明した全ての超音波トランスデューサに等しく適用することができる。
【００５２】
第３の実施形態の前記した第１の表現、第２の表現、及び第３の表現の同じまたは別の例では、Ｐは４以下である。一変形形態では、Ｐは図１５及び図１７に示されているように３である。別の変形形態では、Ｐは図１６に示されているように２である。
【００５３】
第３の実施形態の前記した第２の表現及び第３の表現の同じまたは別の例では、エンドエフェクタ１４６は、当業者なら理解できる開放手術エンドエフェクタ、内視鏡エンドエフェクタ、腹腔鏡エンドエフェクタ（図１３に示されている）、カテーテルエンドエフェクタ（限定するものではないが、血管内カテーテルエンドエフェクタなど）、または針エンドエフェクタである。図１３に示されている可能な一形態では、超音波治療システム１４４は、当業者なら理解できるフットペダル電源スイッチ１６９に機能的に接続された超音波制御器１６８及びエンドエフェクタ１４６に機能的に接続されたハンドピース１６６も含む。
【００５４】
超音波治療の適用
切除／超音波治療システム
本発明の第５の実施形態が図１８〜図２０に示されている。本発明の第５の実施形態の第１の表現では、超音波治療システム１７０は、チューブ１７２、第１のエンドエフェクタ１７４、及び第２のエンドエフェクタ１７６を含む。チューブ１７２は、患者１８０の体内に挿入可能な先端部１７８及び内腔１８２を有する。第１のエンドエフェクタ１７４は、切除器具１８４を有しており、患者１８０の外部から挿入されたチューブ１７２の内腔１８２の中に導入することができ、挿入されたチューブ１７２の内腔１８２を介して患者１８０の体内に送ることができる。第２のエンドエフェクタ１７６は、超音波治療トランスデューサ組立体１８６を有しており、患者１８０の外部から挿入されたチューブ１７２の内腔１８２の中に導入することができ、挿入されたチューブ１７２の内腔１８２を介して患者１８０の体内に送ることができる。一変形形態では、第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタは、内腔の別々の開口からその内腔内に導入される、または内腔に続いた別々のブランチチャネルから導入される。別の変形形態では、第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタは、内腔の同じ開口からその内腔内に導入される。一変更形態では、内腔の開口がチューブの端部に設けられている。別の変更形態では、内腔の開口は、チューブの端部から離間して設けられている。
【００５５】
本発明の第５の実施形態の第２の表現は、チューブ１７２、第１のエンドエフェクタ１７４、及び第２のエンドエフェクタ１７６を含む超音波治療システム１７０についてである。チューブ１７２は、患者１８０の体内に挿入可能な先端部１７８と、先端開口１８８及び基端開口１９０を備えた内腔１８２とを有する。第１のエンドエフェクタ１７４は、切除器具１８４を有しており、基端開口１９０内に導入することができ、内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることができる。第２のエンドエフェクタ１７６は、超音波治療トランスデューサ組立体１８６を有しており、基端開口１９０内に導入することができ、内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることができる。
【００５６】
本発明の第５の実施形態の第１の表現及び第２の表現の一例では、内腔１８２の大きさは、第１のエンドエフェクタ１７４及び第２のエンドエフェクタ１７６を一度に一方しか導入できない大きさである。同じまたは別の例では、チューブ１７２の先端部１７８は、組織を通して患者１８０の患者組織１９２内に挿入することができる。同じまたは別の例では、切除器具１８４は、生検切除器具１９４または他の切除器具である。
【００５７】
本発明の第５の実施形態の第３の表現は、チューブ１７２、第１のエンドエフェクタ１７４、及び第２のエンドエフェクタ１７６を含む超音波治療システム１７０についてである。チューブ１７２は、患者１８０の乳房組織１９６内に組織を通して挿入できる先端部１７８と、先端開口１８８及び基端開口１９０を備えた内腔１８２とを有する。第１のエンドエフェクタ１７４は、生検切除器具１９４（または他の切除器具）を有しており、基端開口１９０内に導入することができ、内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることができる。第２のエンドエフェクタ１７６は、超音波治療トランスデューサ組立体１８６を有しており、基端開口１９０内に導入することができ、内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることができる。内腔１８２の大きさは、第１のエンドエフェクタ１７４及び第２のエンドエフェクタ１７６を一度に一方しか導入できない大きさである。あるデザインでは、第１のエンドエフェクタは、生検切除器具１９４で生検する患者組織を吸引する吸引機構も含む。ある適用例では、チューブ１７２及び第１のエンドエフェクタ１７４（吸入機構を含む生検切除器具１９４を備えた）は、エシコン・エンド−サージェリィ社（Ethicon Endo-Surgery, Inc.（ジョンソン＆ジョンソン社））が製造するMammotome（登録商標）乳房生検システムの構成要素をベースにしている。
【００５８】
本発明の第６の方法は、本発明の第５の実施形態の第３の表現で説明したような超音波治療システム１７０を用いる患者１８０の超音波治療についてである。この第６の方法はステップ（ａ）からステップ（ｈ）を含む。ステップ（ａ）は、癌の可能性がある患者の乳房組織１９６を識別することを含む。ステップ（ｂ）は、先端開口１８８が乳房組織１９６に近接し、基端開口１９０が患者の外部に位置するように、患者１８０の体内にチューブ１７２の先端部１７８を組織を通して挿入することを含む。ステップ（ｃ）は、基端開口１９０内に第１のエンドエフェクタ１７４を導入して、その第１のエンドエフェクタ１７４を内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることを含む。ステップ（ｄ）は、生検切除器具１９４で乳房組織１９６の生検試料を採取することを含む。ステップ（ｅ）は、内腔１８２から第１のエンドエフェクタ１７４を取り出すことを含む。ステップ（ｆ）は、第２のエンドエフェクタ１７６を基端開口１９０内に導入して、その第２のエンドエフェクタ１７６を内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることを含む。ステップ（ｇ）は、生検試料を採取した乳房組織の出血している領域を特定することを含む。ステップ（ｈ）は、トランスデューサ組立体１８６を用いて超音波で特定した領域を治療し、出血を実質的に止めることを含む。ある適用例では、本発明の第６の方法は、生検試料を癌について検査するステップ、並びに乳房組織に残っている全ての癌をトランスデューサ組立体１８６を用いて超音波で実質的にアブレーションするステップも含む。このような超音波治療システム及び方法の利点には、最小侵襲性で乳房生検を容易に行うことができ、かつその生検によって生じた出血を容易に抑制できることが含まれる。
【００５９】
本発明の第５の実施形態の第４の表現では、超音波治療システム１７０は、チューブ１７２、第１のエンドエフェクタ１７４、及び第２のエンドエフェクタ１７６を含む。チューブ１７２は、患者１８０の体内に挿入可能な先端部１７８及び内腔１８２を有する。第１のエンドエフェクタ１７４は切除器具１８４を有しており、患者１８０の外部から挿入されたチューブ１７２の内腔１８２内に導入することができ、導入されたチューブ１７２の内腔１８２を介して患者１８０の体内に送ることができる。第２のエンドエフェクタ１７６は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体１９８を有しており、患者１８０の外部から挿入されたチューブ１７２の内腔１８２内に導入することができ、挿入されたチューブ１７２の内腔１８２を介して患者１８０の体内に送ることができる。一変形形態では、第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタは、内腔の別々の孔からその内腔内に導入される、または別のブランチチャネルから内腔内に導入される。別の変形形態では、第１のエンドエフェクタ及び第２のエンドエフェクタは、内腔の同じ開口を介してその内腔内に導入される。一変更形態では、内腔の開口はチューブの端部に設けられている。別の変更形態では、内腔の開口はチューブの端部から離間している。
【００６０】
本発明の第５の実施形態の第５の表現は、チューブ１７２、第１のエンドエフェクタ１７４、及び第２のエンドエフェクタ１７６を含む超音波治療システム１７０についてである。チューブ１７２は、患者１８０の体内に挿入可能な先端部１７８と、先端開口１８８及び基端開口１９０を備えた内腔１８２とを有する。第１のエンドエフェクタ１７４は、切除器具１８４を有しており、基端開口１９０内に導入することができ、内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることができる。第２のエンドエフェクタ１７６は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体１９８を有しており、基端開口１９０内に導入することができ、内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることができる。
【００６１】
本発明の第５の実施形態の第４の表現及び第５の表現の一例では、内腔１８２の大きさは、第１のエンドエフェクタ１７４及び第２のエンドエフェクタ１７６を一度に一方しか導入できない大きさである。同じまたは別の例では、チューブ１７２の先端部１７８は、患者１８０の患者組織１９２内に組織を通して挿入することができる。同じまたは別の例では、切除器具１８４は、生検切除器具１９４または他の切除器具である。
【００６２】
本発明の第５の実施形態の第６の表現は、チューブ１７２、第１のエンドエフェクタ１７４、及び第２のエンドエフェクタ１７６を含む超音波治療システム１７０についてである。チューブ１７２は、患者１８０の乳房組織１９６内に組織を通して挿入することができる先端部１７８と、先端開口１８８及び基端開口１９０を備えた内腔１８２とを有する。第１のエンドエフェクタ１７４は、生検切除器具１９４（または他の切除器具）を有しており、基端開口１９０内に導入することができ、内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることができる。第２のエンドエフェクタ１７６は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体１９８を有しており、基端開口１９０内に導入することができ、内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることができる。内腔１８２の大きさは、第１のエンドエフェクタ１７４及び第２のエンドエフェクタ１７６を一度に一方しか導入できない大きさである。一適用例では、チューブ１７２及び第１のエンドエフェクタ１７４（吸入機構を含む生検切除器具１９４を備えた）は、エシコン・エンド−サージェリィ社（Ethicon Endo-Surgery, Inc.（ジョンソン＆ジョンソン社））が製造するMammotome（登録商標）乳房生検システムの構成要素をベースにしている。
【００６３】
本発明の第７の方法は、本発明の第５の実施形態の第６の表現で説明したような超音波治療システム１７０を用いる患者１８０の超音波治療についてである。第７の方法はステップ（ａ）からステップ（ｈ）を含む。ステップ（ａ）は、癌の可能性がある患者の乳房組織１９６を識別することを含む。ステップ（ｂ）は、先端開口１８８が乳房組織１９６に近接し、基端開口１９０が患者の外部に位置するように、患者１８０の体内にチューブ１７２の先端部１７８を組織を通して挿入することを含む。ステップ（ｃ）は、第１のエンドエフェクタ１７４を基端開口１９０内に導入して、その第１のエンドエフェクタ１７４を内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることを含む。ステップ（ｄ）は、乳房組織１９６の生検試料を生検切除器具１９４で採取することを含む。ステップ（ｅ）は、内腔１８２から第１のエンドエフェクタ１７４を取り出すことを含む。ステップ（ｆ）は、基端開口１９０内に第２のエンドエフェクタ１７６を導入して、その第２のエンドエフェクタ１７６を内腔１８２を介して先端開口１８８に送ることを含む。ステップ（ｇ）は、トランスデューサ組立体１９８を用いて超音波イメージングから、生検試料を採取した乳房組織の出血している領域を特定することを含む。ステップ（ｈ）は、トランスデューサ組立体１９８を用いて超音波で特定した領域を治療し、出血を実質的に止めることを含む。一適用例では、本発明の第７の方法は、生検試料を癌について検査するステップ、並びに乳房組織に残っている全ての癌をトランスデューサ組立体１９８を用いて超音波で実質的にアブレーションするステップも含む。このような超音波治療システム及び方法の利点には、最小侵襲性で乳房生検を容易に行うことができ、かつその生検によって生じた出血を容易に抑制できることが含まれる。
【００６４】
図１８に示されている可能な一形態は、超音波治療システム１７０は、第１のエンドエフェクタ１７４を備えたチューブ１７２に取り付けられたハンドピース１９９も含む。このハンドピース１９９は、第１のケーブル２０３を介して超音波制御器２０１に機能的に接続されている。また、このハンドピース１９９により、切除器具１８４を内腔１８２内で伸長したり、引き戻すことができる。この可能な一形態では、第２のエンドエフェクタ１７６は、第２のケーブル２０５を介して超音波制御器２０１に機能的に接続されており、図１８に示されているようにハンドピース１９９の外部から内腔１８２内に挿入することができる。
【００６５】
超音波を用いた治療の実施
本発明の第８の方法は患者の治療についてであり、図２１にそのブロック図が示されている。この第８の方法はステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含む。ステップ（ａ）は、図２１のブロック２００に「トランスデューサ組立体を用意する」と示されてある。ステップ（ａ）は、超音波イメージングトランスデューサ組立体を用意することを含む。ステップ（ｂ）は、図２１のブロック２０２に「組立体を胃腸領域内に挿入する」と示されている。ステップ（ｂ）は、トランスデューサ組立体を患者の胃腸領域内に挿入することを含む。ステップ（ｃ）図２１のブロック２０４の「組立体を案内する」と示されている。ステップ（ｃ）は、トランスデューサ組立体を胃腸領域内に案内することを含む。ステップ（ｄ）は、図２１のブロック２０６に「治療のために患者組織を識別する」と示されている。ステップ（ｄ）は、治療のために胃腸領域の患者組織を識別することを含む。ステップ（ｅ）は、図２１のブロック２０８に「超音波イメージングから治療を実施する」と示されている。ステップ（ｅ）は、トランスデューサ組立体を用いて超音波イメージングから治療を実施することを含む。ステップ（ｆ）は、図２１のブロック２１０に「患者を治療する」と示されている。ステップ（ｆ）は、ステップ（ｅ）の治療の実施に応じて患者組織を治療することを含む。第８の方法において、治療は、治療の実施のために用いたトランスデューサ組立体を用いた超音波治療を含まなくてもよく、かつ／または他の任意の超音波トランスデューサ組立体を用いた超音波治療を含まなくてもよいことに留意されたい。病理学的な大きさ及び部位に左右されるある方法では、ステップ（ｅ）で、第１のトランスデューサ組立体を内視鏡的に用いて治療を実施し、ステップ（ｆ）で第２のトランスデューサ組立体を腹腔鏡的に用いて超音波による患者組織の治療を行う。一変形形態では、ステップ（ｅ）で、第１のトランスデューサ組立体を腹腔鏡的に用いて治療を実施し、ステップ（ｆ）で、第２のトランスデューサ組立体を内視鏡的に用いて超音波による患者組織の治療を行う。別の方法では、ステップ（ｆ）の治療が、高周波、レーザー、マイクロ波、または化学アブレーション治療である。別の種類の治療処置も当業者には明らかである。
【００６６】
人の患者の胃腸（ＧＩ）領域には、限定するものではないが、上部ＧＩ領域の食道及び胃、並びに下部ＧＩ領域の直腸及び結腸が含まれる。更にこの方法では、ＧＩ領域に肝臓も含まれることを留意されたい。
【００６７】
「超音波イメージングから治療の実施」は、少なくとも超音波イメージを用いて治療する患者組織の３次元的大きさ及び形状を決定することを指す。例えば、限定するものではないが、上部ＧＩ及び下部ＧＩの腫瘍は、内視鏡的にＧＩ管内に導入される円筒型、側面放射型、または半凸型の超音波アレイ型、または単一要素トランスデューサを用いて高周波（６ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）超音波イメージングで視覚化することができる。食道、胃、十二指腸、及び結腸のすべての層を含むＧＩ管のすべての層は、視覚化することができる。ある方法では、ＧＩ構造の三次元表示が、超音波トランスデューサの軸方向の前進により生成された一連の二次元スキャンを合わせて生成される。この三次元表示から、あらゆる腫瘍成長、その形態学的特徴、及び腫瘍の大きさや形状を容易に決定することができる。
【００６８】
このような超音波イメージングからの治療の実施の利点には、一例では、より解像度が高く、更にＸ線画像やＭＲＩ画像などの従来の体外治療実施方法または従来の内視鏡光学方法と比べてより実用的な非侵襲性の治療実施方法を提供できることが含まれる。
【００６９】
本発明の第９の方法は患者の超音波治療についてであり、ステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含む。この第９の方法は、第８の方法と同じ図２１のブロック図を用いるが、ブロック２００の「トランスデューサ組立体」が「エンドエフェクタ」に代わり、ブロック２０２及びブロック２０４の「組立体」が「エンドエフェクタ」に代わっている。ステップ（ａ）は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、患者の胃腸領域内にエンドエフェクタを挿入することを含む。ステップ（ｃ）は、トランスデューサ組立体を胃腸領域内において案内することを含む。ステップ（ｄ）は、治療のために胃腸領域の患者組織を識別することを含む。ステップ（ｅ）は、トランスデューサ組立体を用いて超音波イメージングから治療を実施することを含む。ステップ（ｆ）は、ステップ（ｅ）の治療の実施に応じてトランスデューサ組立体を用いて超音波で患者組織を治療することを含む。
【００７０】
本発明の第１０の方法は患者の超音波治療についてであり、ステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含む。この第１０の方法は、第８の方法と同様に図２１のブロック図を用いるが、ブロック２００の「トランスデューサ組立体」が「エンドエフェクタ」に代わり、ブロック２０２及びブロック２０４の「組立体」が「エンドエフェクタ」に代わっている。ステップ（ａ）は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、患者の胃腸領域内にエンドエフェクタを挿入することを含む。ステップ（ｃ）は、胃腸領域内においてトランスデューサ組立を案内することを含む。ステップ（ｄ）は、少なくとも部分的にトランスデューサ組立体を用いて超音波イメージから、治療のために胃腸領域の患者組織を識別することを含む。ステップ（ｅ）は、トランスデューサ組立体を用いて超音波イメージングから治療を実施することを含む。ステップ（ｆ）は、ステップ（ｅ）の治療の実施に応じてトランスデューサ組立体を用いて超音波で患者組織を治療することを含む。ある方法では、腹腔鏡によりＧＩ領域にアクセスして、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用いて大きなＧＩ腫瘍を特定し、治療を実施し、治療を行う。
【００７１】
本発明の第９の方法および第１０の方法の一例では、患者組織は病変を含む胃腸組織であり、ステップ（ｆ）で、超音波でその病変を実質的にアブレーションする。一変更形態では、胃腸組織は、その病変に血液を供給する血管を含み、ステップ（ｆ）で、その血管から病変への血液の供給を実質的に止めるべくその血管を超音波で治療する。
【００７２】
本発明の第９の方法及び第１０の方法の別の例では、患者組織は病変及びその病変に血液を供給する血管を含む肝組織であり、ステップ（ｆ）で、その血管から病変への血液の供給を実質的に止めるべくその血管を超音波で治療する。
【００７３】
本発明の第９の方法及び第１０の方法の別の例では患者組織は病変を含む肝臓組織であり、ステップ（ｆ）で、その病変を超音波で実質的にアブレーションする。一変更形態では、肝臓組織が病変に血液を供給する血管を含み、ステップ（ｆ）ではまた、その病変に血管からの血液の供給を実質的に止めるべくその血管を超音波で治療もする。ある方法では、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタをＧＩ管の中に腹腔鏡的に導入し、総胆管の上のファーテル膨大部を介して逆方向に前進させ、更に胆管系に進め、そこで、治療が必要な肝実質（例えば胆管癌等）をエンドエフェクタを用いて特定し、治療を実施し、治療を行う。
【００７４】
超音波を用いた肺病変の治療
本発明の第１１の方法は患者の超音波治療についてであり、図２２のブロック図に示されている。この第１１の方法はステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含む。ステップ（ａ）は、図２２のブロック２１２に「エンドエフェクタを用意する」と示されている。ステップ（ａ）は、超音波治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、図２２のブロック２１４に「エンドエフェクタを挿入する」と示されている。ステップ（ｂ）は、患者の体内にエンドエフェクタを挿入することを含む。ステップ（ｃ）は、図２２のブロック２１６に「エンドエフェクタを肺に案内する」と示されている。ステップ（ｃ）は、患者の体内のエンドエフェクタを患者の肺に案内することを含む。ステップ（ｄ）は、図２２のブロック２１８に「病変を特定する」と示されている。ステップ（ｄ）は、治療のために肺上の病変または肺内部の病変を特定することを含む。ステップ（ｅ）は、図２２のブロック２２０に「トランスデューサ組立体を配置する」と示されている。ステップ（ｅ）は、病変上または病変内にトランスデューサ組立体を配置することを含む。ステップ（ｆ）は、図２２のブロック２２２に「病変を治療する」と示されている。ステップ（ｆ）は、トランスデューサ組立体を用いて超音波で病変を治療することを含む。
【００７５】
本発明の第１２の方法は患者の超音波治療についてであり、ステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含む。この第１２の方法は、第１１の方法と同様に図２２のブロック図を用いる。ステップ（ａ）は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、患者の体内にそのエンドエフェクタを挿入することを含む。ステップ（ｃ）は、患者の体内のエンドエフェクタを患者の肺に案内することを含む。ステップ（ｄ）は、少なくとも部分的にトランスデューサ組立体を用いて超音波イメージングから、治療のために肺上または肺内部に病変を特定することを含む。ステップ（ｅ）は、病変上または病変内部にトランスデューサ組立体を配置することを含む。ステップ（ｆ）は、トランスデューサ組立体を用いて超音波でその病変を治療することを含む。
【００７６】
第１１の方法及び第１２の方法の一例では、ステップ（ｆ）で超音波で病変を実質的にアブレーションする。一適用例では、エンドエフェクタは内視鏡エンドエフェクタであり、ステップ（ｂ）で患者の体内にエンドエフェクタを経気管支内視鏡的に挿入する。別の適用例では、エンドエフェクタは針エンドエフェクタであり、ステップ（ｂ）で患者の体内にエンドエフェクタを組織を通して挿入する。一実施態様では、ステップ（ｅ）で病変上にトランスデューサ組立体を配置する。別の実施態様では、ステップ（ｅ）で病変内にトランスデューサ組立体を配置する。第１１の方法及び第１２の方法の一実施例では、ステップ（ｃ）で、気管支鏡を用いてエンドエフェクタを患者の肺に案内する。
【００７７】
肺の超音波治療は従来から避けられてきた。なぜなら、超音波の殆どを反射して超音波が肺から病変に到達するのを阻止する空気を含む肺の気泡によって、超音波が肺の中の病変に到達できないためである。肺を通過して病変に到達させるるために高出力の超音波を用いると、呼吸に必要な気泡を傷つけたり破壊したりすることがある。出願人は、超音波トランスデューサを肺の病変上または病変内に配置することにより気泡を傷つけることなく病変の超音波治療（例えば、腫瘍や梗塞等）が可能になるという理論を立てた。この出願人の方法が病変の表面及び非表面に適用できることに留意されたい。出願人の超音波治療の第１１の方法及び第１２の方法の利点には、一例では、他の方法で手術や治療ができない肺の癌病変を破壊できることが含まれる。
【００７８】
超音波を用いた治療のための計測法
本発明の第１３の方法は患者の超音波治療についてであり、図２３のブロック図に示されている。この第１３の方法はステップ（ａ）からステップ（ｅ）を含む。ステップ（ａ）は、図２３のブロック２２４に「エンドエフェクタを用意する」と示されている。ステップ（ａ）は、超音波治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、図２３のブロック２２６に「エンドエフェクタを挿入する」と示されている。ステップ（ｂ）は、患者の体内にエンドエフェクタを挿入することを含む。ステップ（ｃ）は、図２３のブロック２２８に「エンドエフェクタを案内する」と示されている。ステップ（ｃ）は、患者の体内のエンドエフェクタを病変を含む患者組織の領域に案内することを含む。ステップ（ｄ）は、図２３のブロック２３０に「病変に血液を供給する血管を特定する」と示されている。ステップ（ｄ）は、病変に血液を供給する領域の血管を特定することを含む。ステップ（ｅ）は、図２３のブロック２３２に「超音波を用いて血液の供給を止める」と示されている。ステップ（ｅ）は、トランスデューサ組立体からの超音波で血管を治療してその血管を実質的に閉塞し、その血管から病変への血液の供給を止める。本発明の第１３の方法のある実施態様は、病変を実質的にアブレーションするためにトランスデューサ組立体からの超音波でその病変を治療するステップも含む。
【００７９】
本発明の第１４の方法は患者の超音波治療についてであり、ステップ（ａ）からステップ（ｇ）を含む。この第１４の方法は第１３の方法に類似している。ステップ（ａ）は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、患者の体内にエンドエフェクタを挿入することを含む。ステップ（ｃ）は、患者の体内のエンドエフェクタを病変を含む患者組織の領域に案内することを含む。ステップ（ｄ）は、少なくとも部分的にトランスデューサ組立体を用いて超音波イメージングから病変を特定することを含む。ステップ（ｅ）は、トランスデューサ組立体を用いて超音波イメージングから、病変に血液を供給する領域の血管を特定することを含む。ステップ（ｆ）は、血管を実質的に閉塞してその血管から病変への血液の供給を実質的に止めるべく、トランスデューサ組立体からの超音波で血管を治療する。ステップ（ｇ）は、病変を実質的にアブレーションするためにトランスデューサ組立体からの超音波で病変を治療することを含む。ドップラー超音波イメージング、グレイスケール超音波イメージング、及びこれらの組み合わせが、血管内の血流をイメージングするための既知の超音波技術であることに留意されたい。
【００８０】
第１３の方法及び第１４の方法の一適用例では、エンドエフェクタは開放手術エンドエフェクタである。別の適用例では、エンドエフェクタは内視鏡エンドエフェクタである。更なる適用例では、エンドエフェクタは腹腔鏡エンドエフェクタである。更に別の適用例では、エンドエフェクタはカテーテルエンドエフェクタ（限定するものではないが、血管内カテーテルエンドエフェクタなど）である。別の適用例では、エンドエフェクタは針エンドエフェクタである。
【００８１】
本発明の広い意味の第１３の方法は、上記した第１３の方法の挿入するステップ及び案内するステップを含まず、ステップ（ａ）からステップ（ｃ）を含む。ステップ（ａ）は、超音波治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、病変に血液を供給する患者の血管を特定することを含む。ステップ（ｃ）は、血管を実質的に閉塞してその血管から病変への血液の供給を実質的に止めるべく、トランスデューサ組立体からの超音波で血管を治療することを含む。
【００８２】
本発明の広い意味の第１４の方法は、上記した第１４の方法の挿入するステップ及び案内するステップを含まず、ステップ（ａ）からステップ（ｅ）を含む。ステップ（ａ）は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、少なくとも部分的にトランスデューサ組立体を用いて超音波イメージングから、患者の病変を特定することを含む。ステップ（ｃ）は、トランスデューサ組立体を用いて超音波イメージングから、病変に血液を供給する血管を特定することを含む。ステップ（ｄ）は、血管を実質的に閉塞してその血管から病変への血液の供給を実質的に止めるべく、トランスデューサからの超音波で血管を治療することを含む。ステップ（ｅ）は、病変を実質的にアブレーションするためにトランスデューサ組立体からの超音波で病変を治療することを含む。
【００８３】
広い意味の第１３の方法及び第１４の方法の一例では、エンドエフェクタは体外エンドエフェクタである。別の例では、エンドエフェクタは体内エンドエフェクタである。更なる例では、エンドエフェクタは体外モード及び体内モードの両方で用いることができる。
【００８４】
超音波治療のための出願人の第１３の方法及び広い意味の第１３の方法の利点には、一例では、癌病変の位置のために他の方法では手術または治療ができない場合に、癌病変に血液を供給する血管を超音波で止血して、直接的に癌を破壊できることが含まれる。超音波治療のための出願人の第１４の方法及び広い意味の第１４の方法の利点には、一例では、超音波アブレーションによる癌病変の直接的な破壊、並びに超音波アブレーションステップで破壊できなかった癌病変をそこに血液を供給する血管を超音波で止血して間接的にその癌病変を破壊ができることが含まれる。
【００８５】
超音波エンドエフェクタの案内及びターゲッティング
治療のための超音波エンドエフェクタの案内
本発明の第６の実施形態が図２４に示されている。本発明の第６の実施形態の第１の表現では、超音波治療システム２３４（一部のみが図２４に示されている）は、エンドエフェクタ２３６及び少なくとも３つのレシーバ２３８を含む。エンドエフェクタ２３６は、トランスデューサ２４２を含むトランスデューサ組立体２４０を有する。このトランスデューサ２４２は、治療超音波及び機械波を放出するように適合された少なくとも１つのトランスデューサ要素２４４を有する。用語「機械波」は、超音波及び非超音波である圧縮（音響）波、並びに超音波及び非超音波である剪断波を含み、これらの波は波パルスを含む。レシーバ２３８は、トランスデューサ組立体２４０から離間している。レシーバ２３８はまた、トランスデューサ組立体２４０の位置を求めるために放射された機械波を受け取るように適合されている。放出する波が３つのレシーバによって受け取られるトランスポンダの位置を求めるための従来の方法（三角法を含む）は周知である。第６の実施形態の第２の表現は、少なくとも１つのトランスデューサ要素２４４がイメージング超音波を放出するようにも適合されている点を除けば、第６の実施形態の第１の表現と同一である。第６の実施形態の第１の表現及び第２の表現の一変形形態では、エンドエフェクタ及びレシーバを患者の外部（一変更形態では患者の上）に配置可能である。別の変形形態では、エンドエフェクタを患者の体内に挿入可能であり、レシーバを患者の外部（一変更形態では患者の上）に配置可能である。
【００８６】
本発明の第７の実施形態が図２５に示されている。本発明の第７の実施形態の第１の表現では、超音波治療システム２４６（一部のみが図２５に示されている）はエンドエフェクタ２４８及び少なくとも３つのレシーバ２５０を含む。エンドエフェクタ２４８は、超音波治療トランスデューサ組立体２５２及びトランスポンダ２５４を有する。トランスポンダ２５４は、波を放出するように適合されており、その波には電磁波、機械波、またはその両方が含まれる。レシーバ２５０はトランスデューサ組立体２５２から離間している。レシーバ２５０はまた、トランスポンダ２５４の位置を求めるために、放出された波を受け取るように適合されている。第７の実施形態の第２の表現では、超音波治療トランスデューサ組立体２５２は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体２５６である。
【００８７】
第７の実施形態の第１の表現及び第２の表現の一適用例では、エンドエフェクタ２４８は患者の体内に挿入可能であり、トランスポンダ２５４は電磁波を放出するように適合されており、レシーバ２５０は患者の外部に配置可能である。一変形形態では、レシーバ２５０は患者上に配置可能である。別の適用例では、エンドエフェクタは患者の外部（一変更形態では患者の上）に配置可能であり、レシーバは、患者の外部（一変更形態では患者の上）に配置可能である。
【００８８】
第７の実施形態の第１の表現及び第２の表現の一例では、エンドエフェクタ２４８は内視鏡エンドエフェクタ、腹腔鏡エンドエフェクタ、カテーテルエンドエフェクタ（限定するものではないが、血管内カテーテルエンドエフェクタなど）、または針エンドエフェクタである。第７の実施形態の第１の表現及び第２の表現のあるデザインではエンドエフェクタ２４８は先端部２６０を有しており、その先端部２６０にはトランスポンダ２５４が配置されている。一変形形態では、トランスデューサ組立体２５２及びトランスデューサ組立体２５６はトランスポンダ２５４に近接して配置される。
【００８９】
本発明の第１５の方法は、第７の実施形態の第１の表現の超音波治療システムを用い、ステップ（ａ）からステップ（ｈ）を含む。ステップ（ａ）は、患者の体内にエンドエフェクタ２４８を挿入することを含む。ステップ（ｂ）は、患者の外部にレシーバ２５０を配置することを含む。ステップ（ｃ）は、トランスポンダ２５４から電磁波を放出することを含む。ステップ（ｄ）は、その電磁波を配置されたレシーバ２５０で受け取ることを含む。ステップ（ｅ）は、その受け取った電磁波からトランスポンダ２５４の位置を算出することを含む。ステップ（ｆ）は、トランスポンダ２５４の算出した位置から、患者の体内のエンドエフェクタを所望の位置に案内することを含む。ステップ（ｇ）は、ステップ（ｆ）の後に、治療のために患者組織を識別することを含む。ステップ（ｈ）は、トランスデューサ組立体２５２を用いて超音波で識別された患者組織を治療することを含む。
【００９０】
本発明の第１６の方法は、第７の実施形態の第２の表現の超音波超音波量システムを用い、ステップ（ａ）からステップ（ｈ）を含む。ステップ（ａ）は、患者の体内にエンドエフェクタ２４８を挿入することを含む。ステップ（ｂ）は、患者の外部にレシーバ２５０を配置することを含む。ステップ（ｃ）は、トランスポンダ２５４から電磁波を放出することを含む。ステップ（ｄ）は、配置されたレシーバ２５０でその電磁波を受け取ることを含む。ステップ（ｅ）は、受け取った電磁波からトランスポンダ２５４の位置を算出することを含む。ステップ（ｆ）は、トランスポンダ２５４の算出した位置から所望の位置に、患者の体内のエンドエフェクタを案内することを含む。ステップ（ｇ）は、ステップ（ｆ）の後に、少なくともトランスデューサ組立体２５６を用いて超音波イメージングから、治療のために患者組織を識別することを含む。ステップ（ｈ）は、トランスデューサ組立体２５６を用いて超音波で識別された患者組織を治療することを含む。
【００９１】
トランスポンダの位置を算出するため及び患者の体内のトランスポンダ（心臓を監視するための心臓カテーテルに取り付けられている）を案内するための既知の電磁トランスポンダ／３レシーバ・システムは、バイオセンス・ウェブスター（Biosense Webster（ジョンソン＆ジョンソン社））が製造するNAVI-STAR（登録商標）カテーテルと共に用いられるCARTO（商標）ＥＰナビゲーションシステムである。
【００９２】
超音波治療及び位置を求めることができるエンドエフェクタの利点には、一例では、患者組織の超音波治療のために患者の体内のエンドエフェクタを患者組織により正確に案内できることが含まれる。
【００９３】
治療のために超音波の照準を合わせるための方法
本発明の第１７の方法は患者の超音波治療についてであり、図２６のブロック図に示されている。この第１７の方法は、ステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含む。ステップ（ａ）は、図２６のブロック２６２に「エンドエフェクタを用意する」と示されている。ステップ（ａ）は、超音波治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、図２６のブロック２６４に「トランスデューサ組立体の照準を合わせる」と示されている。ステップ（ｂ）は、患者組織の所望の集束ゾーンに超音波エネルギーを集束するためにトランスデューサ組立体の照準を合わせることを含む。一例では、トランスデューサ組立体の照準を合わせることは、トランスデューサ組立体から特定の方向に沿って特定の距離に超音波エネルギーを集束させることを指すことに留意されたい。ステップ（ｃ）は、図２６のブロック２６６に「トランスデューサ組立体を作動させる」と示されている。ステップ（ｃ）は、照準を合わせたトランスデューサ組立体を作動させて、実質的に患者組織に医学的影響を与えることなく、患者組織の温度上昇を達成するのに十分な超音波エネルギーを放出することを含む。ステップ（ｄ）は、図２６のブロック２６８に「実際の集束ゾーンを検出する」と示されている。ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の後に、反射された超音波エネルギーから温度が上昇した患者組織の実際の集束ゾーンを検出することを含む。ステップ（ｅ）は、図２６のブロック２６９に「あらゆる照準エラーを修正する」と示されている。ステップ（ｅ）は、所望の集束ゾーンと実際の集束ゾーンとの間のあらゆるエラーを修正することを含む。ステップ（ｆ）は、図２６のブロック２７０に「患者組織を治療する」と示されている。ステップ（ｆ）は、ステップ（ｅ）の後に、トランスデューサ組立体を用いて超音波で患者組織を治療することを含む。一適用例では、ステップ（ｄ）では、ステップ（ａ）からステップ（ｃ）及びステップ（ｅ）からステップ（ｆ）で用いた超音波トランスデューサ組立体とは別の１または複数の追加の超音波トランスデューサ組立体を用いて、反射された超音波エネルギーから実際の集束ゾーンを検出する。別の適用例では、同じ超音波トランスデューサ組立体をステップ（ａ）からステップ（ｆ）で用いる。第１７の方法の一例では、エンドエフェクタは体外エンドエフェクタである。別の例では、エンドエフェクタは体内エンドエフェクタである。更に別の例では、エンドエフェクタは体外モード及び体内モードの両方で用いることができる。
【００９４】
本発明の第１８の方法は患者の超音波治療についてであり、ステップ（ａ）からステップ（ｆ）を含む。この第１８の方法は、第１７の方法と同様に図２６のブロック図を用いる。ステップ（ａ）は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、患者の所望の集束ゾーンに超音波エネルギーを集束させるためにトランスデューサ組立体の照準を合わせることを含む。ステップ（ｃ）は、照準を合わせたトランスデューサ組立体を作動させて、実質的に患者組織に医学的影響を与えることなく、患者組織の温度上昇を達成するのに十分な超音波エネルギーを放出することを含む。ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の後にトランスデューサ組立体を用いて、反射された超音波エネルギーから温度が上昇した患者組織の実際の集束ゾーンを検出することを含む。ステップ（ｅ）は、所望の集束ゾーンと実際の集束ゾーンとの間のあらゆるエラーを修正することを含む。ステップ（ｆ）は、ステップ（ｅ）の後に、トランスデューサ組立体を用いて超音波で患者組織を治療することを含む。一例では、エンドエフェクタは体外エンドエフェクタである。別の例では、エンドエフェクタは体内エンドエフェクタである。更なる例では、エンドエフェクタは体外モード及び体内モードの両方で用いることができる。
【００９５】
本発明の第１９の方法は患者の超音波治療についてであり、ステップ（ａ）からステップ（ｉ）を含む。この第１９の方法は、第１７の方法と同様に図２６のブロック図を用いるが、第１７の方法のブロック２６２のステップ（ａ）とブロック２６４のステップ（ｂ）との間に追加ステップが追加されているという点が異なる。第１９の方法では、ステップ（ａ）は、超音波イメージング／治療トランスデューサ組立体を有するエンドエフェクタを用意することを含む。ステップ（ｂ）は、患者の体内にエンドエフェクタを挿入することを含む。ステップ（ｃ）は、患者の体内のエンドエフェクタを案内することを含む。ステップ（ｄ）は、少なくとも部分的にトランスデューサ組立体を用いて超音波イメージングから、患者組織の所望の集束ゾーンを特定することを含む。ステップ（ｅ）は、患者組織の所望の集束ゾーンに超音波エネルギーを集束するためにトランスデューサ組立体の照準を合わせることを含む。ステップ（ｆ）は、照準を合わせたトランスデューサ組立体を作動させて、実質的に患者組織に医学的影響を与えることなく、患者組織の温度上昇を達成するのに十分な超音波エネルギーを放出することを含む。ステップ（ｇ）は、ステップ（ｆ）の後に、トランスデューサ組立体を用いて、反射された超音波エネルギーから温度が上昇した患者組織の実際の集束ゾーンを検出することを含む。ステップ（ｈ）は、所望の集束ゾーンと実際の集束ゾーンとの間のあらゆるエラーを修正することを含む。ステップ（ｉ）は、ステップ（ｈ）の後に、トランスデューサ組立体を用いて超音波で患者組織を治療することを含む。
【００９６】
第１７の方法から第１９の方法の一例では、エンドエフェクタは体外エンドエフェクタである。別の例では、エンドエフェクタは、腹腔鏡エンドエフェクタである。更なる例では、エンドエフェクタは、カテーテルエンドエフェクタ（限定するものではないが血管内カテーテルエンドエフェクタなど）である。更なる例では、エンドエフェクタは針エンドエフェクタである。
【００９７】
上昇した温度は時間と共に低下するため、検出した温度上昇は達成した温度上昇と正確には等しくないであろう。第１７の方法から第１９の方法のある実施態様では、検出ステップで検出された温度上昇は、動作ステップで達成された温度上昇に実質的に等しい。第１７の方法から第１９の方法の一適用例では、検出された温度上昇は約５℃以下である。一変形形態では、検出された温度上昇は約２℃以下である。
【００９８】
当業者に知られているように従来の方法が超音波イメージデータを温度イメージに変換することに留意されたい。第１７の方法から第１９の方法の一変形形態では、修正するステップが、当業者なら理解できるように、照準を合わせるステップでトランスデューサ組立体の照準合わせに用いられる同じ機構に対するフィードバック制御により自動的に行われる。上記したように、超音波治療トランスデューサ組立体の照準合わせ用の機構には、当業者に周知の従来の電子技術及び／または機械技術が含まれる。
【００９９】
治療の前に所望の集束ゾーンと実際の集束ゾーンとの間のあらゆるエラーを修正する利点には、患者組織のより正確な超音波治療ができることが含まれる。一例では、よりよいターゲッティングにより病変（及びあらゆる好適な縁）のアブレーションを最大にすることができると共に、病変の外側（及びあらゆる好適な縁の外側）の患者組織の治療を最小にすることができる。
【０１００】
患者組織の超音波イメージング
治療している患者の超音波フィードバック
本発明の第２０の方法は患者組織の超音波イメージングについてであり、図２７のブロック図に示されている。第２０の方法はステップ（ａ）からステップ（ｃ）を含む。ステップ（ａ）は、図２７のブロック２７２に「第１の時間にある位置から第１の信号を得る」と示されている。ステップ（ａ）は、第１の時間に患者組織のある位置から反射された第１のイメージング超音波の第１の信号を得ることを含む。ステップ（ｂ）は、図２７のブロック２７４に「後の第２の時間にその位置から第２の信号を得る」と示されている。ステップ（ｂ）は、第２の時間までの間に患者が少なくともある治療を受けた、後の第２の時間に患者組織のその位置から反射された第２のイメージング超音波の第２の信号を得ることを含む。ステップ（ｃ）は、図２７のブロック２７６に「２つの信号を用いてその位置のイメージを生成する」と示されている。ステップ（ｃ）は、第１の信号及び第２の信号を用いてその位置のイメージを生成することを含む。用語「イメージを生成する」は、限定するものではないが、例えばモニター上で表示される視覚形態のイメージを生成すること、モニター上に視覚形態で表示されるのではなく、例えばコンピュータによって用いられる電子形態でイメージを生成することが含まれる。本発明の第２０の方法の可能な一形態では、位置のイメージはモニター上のピクセル位置に表示される。
【０１０１】
本発明の第２０の方法の一例では、ステップ（ｃ）は、少なくとも第１の信号の振幅及び第２の信号の振幅を用いて位置のイメージを生成することを含む。一変形形態では、ステップ（ｃ）は、第１の信号と第２の信号の振幅の差を算出することを含む。一変更態様では、ステップ（ｃ）で、算出した振幅の差と、第１の信号及び第２の信号の一方の信号の振幅の１つを用いる。一実施態様では、ステップ（ｃ）で、その１つの振幅と算出した振幅の差の関数（function）の合計を算出する。６の第１の信号の振幅及び７の第２の信号の振幅の一例では、ステップ（ｃ）で、振幅の差を算出し、その差を第２の信号に加えて８の処理した振幅を生成し、処理した振幅を用いてその位置のイメージを生成する。治療後のその位置のイメージの生成において、第１の信号及び第２の信号の振幅を用いてあらゆる振幅の差を強調する別のアルゴリズムは当業者には明らかである。
【０１０２】
本発明の第２０の方法の別の例では、ステップ（ｃ）は、少なくとも第１の信号の位相及び第２の信号の位相を用いて位置のイメージを生成することを含む。一変形形態では、ステップ（ｃ）で、第１の信号と第２の信号の位相差を算出する。一変更形態では、ステップ（ｃ）で、算出した位相差と、第１の信号及び第２の信号の一方の信号の位相の１つを用いる。ある実施態様では、ステップ（ｃ）で、その１つの位相と算出した位相差の関数の合計を算出する。６度の第１の信号の位相及び７度の第２の信号の位相の一例では、ステップ（ｃ）で、位相差を算出して、その位相差を第２の信号の位相に加えて、８度の処理した位相を生成し、その処理した位相を用いて位置のイメージを生成する。治療後のイメージの生成において、第１の信号及び第２の信号の位相を用いてあらゆる位相差を強調する他のアルゴリズムは当業者には明らかである。
【０１０３】
本発明の第２０の方法の更なる例では、ステップ（ｃ）は、少なくとも第１の信号の振幅及び位相並びに第２の信号の振幅及び位相を用いて位置のイメージを生成することを含む。一変形形態では、ステップ（ｃ）で、前記した２つのパラグラフの説明を組み合わせるが、これは当業者の知識の範囲内である。
【０１０４】
第２０の方法の一適用例及びその例などでは、ステップ（ａ）の第１の信号は、第１の周波数（例えば、シグマを有する第１の中心周波数）を有しており、ステップ（ｂ）の第２の信号は、第１の周波数とは異なる（すなわち、例えば、中心周波数が異なる）第２の周波数（例えば、シグマを有する第２の中心周波数）を有する。同じまたは別の適用例では、治療は超音波治療である。同じまたは別の適用例では、ステップ（ａ）からステップ（ｃ）を別の位置で繰り返して、別の位置の患者組織のイメージをとる。この患者組織のイメージには、治療された位置及び治療されていない位置が含まれる。本発明の第２０の方法の可能な一形態では、患者組織のイメージをモニター上に表示する。別の可能な形態では、モニター上に表示するのではなくイメージマップとしてコンピュータにイメージが保持される。第２０の方法の一派生形態では、ステップ（ａ）とステップ（ｂ）との間で更なる信号が得られ、この信号もステップ（ｃ）の位置のイメージの生成に用いられる。
【０１０５】
出願人たちは初めに、超音波イメージング信号の振幅及び／または位相に影響を与える超音波治療などの治療による患者組織の変化を利用して、治療した患者組織と周囲の治療していない組織の超音波イメージの差を強調することができることに気づいた。出願人たちは、２つの信号に対して異なる周波数を用いることにより、治療した組織と治療していない組織の振幅及び／または位相の差を強調することができ、治療した患者組織と周囲の治療していない患者組織との超音波イメージの差を強調することができるという理論をたてた。第２０の方法及びその例などの利点には、一適用例では、治療した患者組織と治療していない患者組織の超音波イメージのよりよいコントラストにより、患者治療中によりよい監視ができることが含まれる。
【０１０６】
第２０の方法に適用できる他の治療には、限定するものではないが、高周波、レーザー、及びマイクロ波による治療などの他の熱アブレーション技術、並びにエタノールや化学療法薬（抗がん剤を含む）などの化学アブレーション技術が含まれる。第２０の方法における他の任意選択のステップには、当業者に周知の信号平滑化技術を用いることが含まれる。
【０１０７】
前記した任意の１または複数の実施形態、実施形態の表現、例、及び方法などを、前記した任意の１または複数の他の実施形態、実施形態の表現、例、及び方法などと組み合わせることができることを理解されたい。例えば、限定するものではないが、いずれの本エンドエフェクタもいずれの本方法に用いることができ、いずれの本トランスデューサの構成もいずれの本エンドエフェクタに用いることができ、いずれの好適な本方法も第１７の方法及び第２０の方法などと組み合わせできる。
【０１０８】
本発明の方法及び実施形態の幾つかの表現の前記した説明は単に例示目的である。本発明は、非限定的すなわち前記した厳密な形態及び方法に限定されるものではなく、上記した開示から様々な変更形態及び変形形態が明らかであることを理解されたい。例えば、当業者には明らかなように、本発明の明らかな変更形態がロボットシステムに適合することから、ここに記載した超音波システム及び方法の開示をロボット支援外科手術に等しく適用できる。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】組織保持装置を含む超音波治療システムを示す本発明の第１の実施形態の斜視図である。
【図２】図１の超音波治療システムのエンドエフェクタの拡大図である。
【図３】患者の椎間板を保持する図２のエンドエフェクタの立面図である。
【図４】図１の超音波治療システムに用いることができる第１の代替エンドエフェクタの斜視図である。
【図５】図１の超音波治療システムに用いることができる第２の代替エンドエフェクタの斜視図である。
【図６】図１の超音波治療システムに用いることができる第３の代替エンドエフェクタの斜視図である。
【図７】組織保持装置を含む別の超音波治療システムを示す本発明の第２の実施形態の側面図である。
【図８】図７の超音波治療システムのエンドエフェクタの拡大部分破断図である。
【図９】それぞれが超音波トランスデューサを含む可撓性フィンガーを備えた超音波治療システムを示す本発明の第３の実施形態の斜視図である。
【図１０】展開されたファン状の可撓性フィンガーを示す図９の超音波治療システムの可撓性フィンガー及びチューブの拡大図である。
【図１１】収納された状態を示す図１０の可撓性フィンガーの斜視図である。
【図１２】患者組織を覆うように展開されてクロー状（claw-like）の状態の可撓性フィンガーを示す、図９の超音波治療システムに用いることができる代替の可撓性フィンガー構造の斜視図である。
【図１３】少なくとも２つの超音波トランスデューサを備えた超音波トランスデューサ組立体を含む超音波治療システムを示す本発明の第４の実施形態の斜視図である。
【図１４】図１３の超音波治療システムの超音波トランスデューサ組立体の拡大図である。
【図１５】図１４のトランスデューサ組立体の断面図である。
【図１６】図１５の構造の代わりに用いることができる第１の代替トランスデューサ構造の断面図である。
【図１７】図１５の構造の代わりに用いることができる第２の代替トランスデューサ構造の断面図である。
【図１８】切除器具及び超音波治療トランスデューサ組立体を含む超音波治療システムを示す本発明の第５の実施形態の斜視図である。
【図１９】チューブの内腔内に導入された切除器具を示す、図１８のチューブの拡大断面図である。
【図２０】チューブの内腔内に導入された超音波治療トランスデューサ組立体を示す、図１８のチューブの拡大断面図である。
【図２１】胃腸領域の患者組織の治療のために超音波を実施することを含む本発明の第８の方法のブロック図である。
【図２２】患者の肺上または肺内部の超音波治療を含む本発明の第１１の方法のブロック図である。
【図２３】血管から病変への血液の供給を止めるために血管を超音波治療することを含む本発明の第１３の方法のブロック図である。
【図２４】本システムのトランスデューサ組立体の位置を求めるためのレシーバを含む超音波治療システムの一部を示す本発明の第６の実施形態の斜視図である。
【図２５】本システムのトランスポンダの位置を求めるためのレシーバを含む別の超音波治療システムの一部を示す本発明の第７の実施形態の斜視図である。
【図２６】トランスデューサ組立体の照準を合わせることを含む本発明の第１７の方法のブロック図である。
【図２７】治療前のイメージング超音波及び治療後のイメージング超音波を用いて、治療開始後のイメージを生成することを含む本発明の第２０の方法のブロック図である。

Claims (20)

1. 超音波医療システムであって、
   （ａ）患者の体内に挿入可能な先端部、及び先端開口を備えた内腔を有するチューブと、
   （ｂ）前記内腔の前記先端開口から突き出て展開状態をとることができ、かつ少なくとも部分的に前記内腔内の前記先端開口内に格納されて収納状態をとることができる、弾力的に可撓性を有する複数のフィンガーとを含み、
   前記各フィンガーが超音波トランスデューサを含み、近接する前記フィンガーの前記各トランスデューサ間の距離が、前記収納状態よりも前記展開状態で大きいことを特徴とする超音波医療システム。
2. 少なくとも１つの前記トランスデューサが超音波イメージングトランスデューサであることを特徴とする請求項１に記載の超音波医療システム。
3. 少なくとも１つの前記トランスデューサが超音波治療トランスデューサであることを特徴とする請求項１に記載の超音波医療システム。
4. 少なくとも１つの前記トランスデューサが超音波イメージング／治療トランスデューサであることを特徴とする請求項１に記載の超音波医療システム。
5. 超音波治療システムであって、
   （ａ）患者の体内に挿入可能な先端部、及び先端開口を備えた内腔を有するチューブと、
   （ｂ）前記内腔の前記先端開口から突き出て展開状態をとることができ、かつ少なくとも部分的に前記内腔内の前記先端開口内に格納されて収納状態をとることができる、弾力的に可撓性を有する複数のフィンガーとを含み、
   前記各フィンガーが超音波治療トランスデューサを含み、近接する前記フィンガーの前記各トランスデューサ間の距離が、前記収納状態よりも前記展開状態で大きいことを特徴とする超音波治療システム。
6. 前記各トランスデューサが超音波放出凹面を有することを特徴とする請求項５に記載の超音波治療システム。
7. 前記各凹面が対応する前記フィンガーに沿って凹状であることを特徴とする請求項６に記載の超音波治療システム。
8. 前記フィンガーが展開状態のときに、前記凹面がそれぞれ共通の集束ゾーンを有することを特徴とする請求項７に記載の超音波治療システム。
9. 前記各フィンガーが、前記展開状態でオープンハンド・フィンガーアレイを画定することを特徴とする請求項８に記載の超音波治療システム。
10. 前記各フィンガーが、前記収納状態でクローハンド（clawed hand）・フィンガーアレイを画定することを特徴とする請求項８に記載の超音波治療システム。
11. 前記エンドエフェクタが、内視鏡エンドエフェクタ、腹腔鏡エンドエフェクタ、カテーテルエンドエフェクタ、または針エンドエフェクタであることを特徴とする請求項５に記載の超音波治療システム。
12. 前記フィンガーの個数が少なくとも４個であることを特徴とする請求項５に記載の超音波治療システム。
13. 超音波治療システムであって、
    （ａ）患者の体内に挿入可能な先端部、及び先端開口を備えた内腔を有するチューブと、
    （ｂ）前記内腔の前記先端開口から突き出て展開状態をとることができ、かつ少なくとも部分的に前記内腔内の前記先端開口内に格納されて収納状態をとることができる、弾力的に可撓性を有する複数のフィンガーとを含み、
    前記各フィンガーが超音波イメージング／治療トランスデューサを含み、近接する前記フィンガーの前記各トランスデューサ間の距離が、前記収納状態よりも前記展開状態で大きいことを特徴とする超音波医療システム。
14. 前記各トランスデューサが超音波放出凹面を有することを特徴とする請求項１３に記載の超音波治療システム。
15. 前記各凹面が対応する前記フィンガーに沿って凹状であることを特徴とする請求項１４に記載の超音波治療システム。
16. 前記フィンガーが展開状態のときに、前記凹面がそれぞれ共通の集束ゾーンを有することを特徴とする請求項１５に記載の超音波治療システム。
17. 前記各フィンガーが、前記展開状態でオープンハンド・フィンガーアレイを画定することを特徴とする請求項１６に記載の超音波治療システム。
18. 前記各フィンガーが、前記収納状態でクローハンド（clawed hand）・フィンガーアレイを画定することを特徴とする請求項１６に記載の超音波治療システム。
19. 前記エンドエフェクタが、内視鏡エンドエフェクタ、腹腔鏡エンドエフェクタ、カテーテルエンドエフェクタ、または針エンドエフェクタであることを特徴とする請求項１３に記載の超音波治療システム。
20. 前記フィンガーの個数が少なくとも４個であることを特徴とする請求項１３に記載の超音波治療システム。

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