JP2005245917A - Ultrasonic treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超音波を用いた治療装置、例えば超音波温熱治療装置または、超音波焼灼治療装置に関する。 The present invention relates to a treatment apparatus using ultrasonic waves, for example, an ultrasonic heat treatment apparatus or an ultrasonic ablation treatment apparatus.
近年、手術を含む治療法の低侵襲化や治療自体の非侵襲化が強く望まれており、HIFU(High-Intensity Focused Ultrasound)と呼ばれる、体外から強力超音波を腫瘍細胞に集束して照射し高温加熱して熱変性壊死させる治療方法が特許文献1に提案されているが、この方法は従来の外科的治療と比較して患者への侵襲度が少ない治療法として期待されているものの、操作方法としては、超音波やX線画像下でモニター画像をみながら、腫瘍細胞などのターゲットに向けて位置を調整したのちに、強力超音波を照射する必要があり、このように体外から強力超音波を腫瘍細胞に集束して高温加熱治療する方法では、装置自体が大がかりとなるだけでなく、治療対象となる腫瘍細胞の位置確認が難しいことや、治療対象となる腫瘍細胞の前後にある臓器にまでダメージを与える危険性があるので、焦点合わせのための充分な位置精度の確保が必要であり、なお改善の要がある。
また、加熱治療において温度管理は非常に重要な課題であり、従来は対象部位の温度を感知し、出力装置にフィードバックをかけるという大がかりな装置が必要であった。 Moreover, temperature management is a very important issue in heat treatment, and conventionally, a large-scale device that senses the temperature of the target region and applies feedback to the output device has been required.
また、治療対象となる腫瘍細胞の位置確認や治療経過を管理するために別途診断装置が必要であった。 In addition, a separate diagnostic device is required to confirm the location of the tumor cells to be treated and to manage the course of treatment.
本発明は、一般的な手術現場でも簡単に取り扱うことが可能なように、手持ちの小型軽量または、体腔内用の細型の超音波治療装置を提供せんとするものである。 The present invention is intended to provide a small-sized, light-weight or thin ultrasonic treatment apparatus for body cavity that can be easily handled at a general surgical site.
ここにおいて本発明者は、発信器から加えられた信号により治療用超音波を発生する超音波発生素子と、その治療用超音波を体外側において収束させる1次側収束部と、その治療用超音波を伝達する音響伝達部と、生体側において治療用超音波を2次収束させる生体側音響放射部とを有する超音波治療装置を見出し、この超音波治療装置において、生体側音響放射部に温度感知用の形状記憶合金および硬度検知用の感圧素子のいずれか、または両者を有するものを見出すに至った。 In this case, the present inventor includes an ultrasonic wave generating element that generates a therapeutic ultrasonic wave by a signal applied from a transmitter, a primary-side converging unit that converges the therapeutic ultrasonic wave outside the body, and the therapeutic ultrasonic wave. An ultrasonic therapy apparatus having an acoustic transmission unit that transmits sound waves and a biological acoustic radiation unit that secondarily converges therapeutic ultrasonic waves on the living body side is found, and in this ultrasonic therapy apparatus, a temperature is applied to the biological acoustic radiation unit. The inventors have found one having a shape memory alloy for sensing and / or a pressure sensing element for detecting hardness, or both.
上記における形状記憶合金は2方向性の性質を有し、低温時には伸長し、高温時には収縮して音響伝達部を把持して音響エネルギーの伝達を阻止することにより患部の加熱温度を制御し、また、感圧素子は複数個を生体側音響放射部の周囲に配置して生体内における患部の方向および硬度の計測を可能にする。 The shape memory alloy in the above has a bi-directional property, and expands at a low temperature, contracts at a high temperature and grips the acoustic transmission part to control the transmission of acoustic energy, thereby controlling the heating temperature of the affected part. A plurality of pressure sensitive elements are arranged around the living body side acoustic radiation section to enable measurement of the direction and hardness of the affected part in the living body.
本発明により、生体内の任意の位置に 音響エネルギーを伝達することにより、治療対象部位に対し非侵襲的または低侵襲的に繊細な温熱による治療や処置を迅速かつ簡易におこなうことができる。また、独立型の温度制御部を持つことにより、小型、軽量化が可能となる。また、加熱すべき患部方向および、加熱による患部硬化を確認する感圧素子を持つことにより患部の生体内における方向および硬度測定をおこなうことが可能となる。すなわち、本発明の超音波治療装置が、治療対象となる腫瘍細胞の至近距離で高出力の音響エネルギーを得るために、音響エネルギーを体外側において集束させる前記1次側集束部と、その音響エネルギーを伝達する前記音響伝達部と、生体側において集束させる2次集束をおこなう前記生体側音響放射部を有することで、繊細な治療や処置を迅速かつ簡易におこなうことができる。 According to the present invention, by transmitting acoustic energy to an arbitrary position in a living body, it is possible to quickly and easily perform treatment and treatment with delicate heat non-invasively or minimally invasively on a treatment target site. Further, by having an independent temperature control unit, it is possible to reduce the size and weight. In addition, by having a pressure-sensitive element that confirms the direction of the affected part to be heated and the hardening of the affected part by heating, it is possible to measure the direction and hardness of the affected part in the living body. That is, in order to obtain high-power acoustic energy at a close distance of a tumor cell to be treated, the ultrasonic treatment apparatus of the present invention focuses the acoustic energy on the outside of the body, and the acoustic energy thereof. Therefore, delicate treatment and treatment can be performed quickly and easily by including the acoustic transmission unit for transmitting the sound and the biological side acoustic radiation unit for performing secondary focusing on the biological side.
本発明の超音波治療装置は、過熱により腫瘍患部が飛散するという2次的な罹患問題に対し、前記形状記憶合金の使用により、従来のごとく大がかりなフィードバック機構を持つことなく、設定温度を感知すると前記音響伝達部の端を前記形状記憶合金が把持することにより、音響エネルギーの伝搬を阻止し腫瘍患部が必要以上に加温されない独立型の温度制御部を有しているという特長がある。 The ultrasonic therapy apparatus of the present invention detects the set temperature without using a large-scale feedback mechanism as in the past by using the shape memory alloy for the secondary morbidity problem that the tumor affected part is scattered due to overheating. Then, the shape memory alloy grips the end of the acoustic transmission part, thereby preventing the propagation of acoustic energy and having an independent temperature control part that does not heat the tumor affected part more than necessary.
また、本発明の超音波治療装置は、前記感圧素子を複数個、前記生体音響放射部の周囲に配置し、患部の生体内における方向および硬度測定をおこなう計測部を有するので、加熱すべき患部方向および加熱による患部の硬化の度合いを確認することができる。 In addition, the ultrasonic therapy apparatus of the present invention includes a plurality of the pressure-sensitive elements arranged around the bioacoustic radiation unit, and has a measurement unit that measures the direction and hardness of the affected part in the living body. The direction of the affected part and the degree of hardening of the affected part by heating can be confirmed.
上記構成の超音波治療装置により、生体に対し特定部位一点における治療が可能になる。本発明の装置においては、生体蛋白質が凝固する温度を最大温度としているため、治療部位が飛散する問題や、広範囲にわたる治療エネルギーによる他の部位への侵襲がなく使用することが可能となる。さらに、本発明の装置は小型、軽量が可能なため、使用中の操作性に優れている。また、独立型温度制御部により音響エネルギーを調整するため過加温の危険性回避が可能であり、かつ感圧素子による患部の方向や、硬度測定により、施術部位の情報を把握することも可能である。 With the ultrasonic treatment apparatus having the above-described configuration, it is possible to treat a living body at a specific site. In the apparatus of the present invention, the temperature at which the biological protein coagulates is set to the maximum temperature, so that it can be used without the problem of scattering of the treatment site and the invasion of other sites by a wide range of treatment energy. Furthermore, since the device of the present invention can be small and light, it has excellent operability during use. In addition, the independent energy control unit adjusts the acoustic energy to avoid the risk of overheating, and it is also possible to grasp the information on the treatment site by measuring the direction of the affected area using a pressure-sensitive element and measuring the hardness. It is.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。例えば、基本構造として図4のごとき形態を有することにより簡易に取り扱うことが可能である。図において、例えばPZT等の超音波発生素子41を接着した1次側集束部42と, それより発生する熱を冷却する放熱フィン43と、1次集束した音響伝達部である音響伝達部44を介し、先端部の生体側音響放射部45から音響エネルギーが放射される。このとき1次側集束部42および音響エネルギー伝達部に接触する部分があると、音響エネルギーが充分に伝達しないため、それらを覆うように外筐(キョウ)体46がある。この結果、先端の生体側音響放射部45には治療に充分な音響エネルギーが伝達されることにより患部の治療が可能となる。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. For example, it can be handled easily by having the basic structure shown in FIG. In the figure, for example, a primary side converging part 42 to which an ultrasonic wave generating element 41 such as PZT is bonded, a heat radiating fin 43 for cooling the heat generated therefrom, and an
図3、図4にみられるごとく、先端部に設置された、2方向性形状記憶合金により、被検体が低温時において、音響エネルギー伝達部とは非接触であるが、被検体が高温になると記憶された形状に変形し、音響エネルギー伝達部を把持するため、その部分において音響エネルギーの損失が発生し被検体に対しての加温が停止する。前記形状記憶合金は温度が低下すると、再度元の形状に変形する特徴を有しているため、再び音響エネルギーが伝達し被検体が加温される。 As can be seen in FIGS. 3 and 4, the bi-directional shape memory alloy installed at the tip portion is not in contact with the acoustic energy transmission unit when the subject is at a low temperature, but when the subject is at a high temperature. Since the shape is deformed and the acoustic energy transmission unit is gripped, a loss of acoustic energy occurs in that portion, and heating of the subject is stopped. Since the shape memory alloy has a characteristic that when the temperature decreases, the shape memory alloy deforms again to the original shape, so that acoustic energy is transmitted again and the subject is heated.
図5にみられるごとく、先端部に設置された、複数個の感圧素子により、生体内における患部の硬度測定が可能である。被検体の蛋白質が変性することにより、硬度が増加しそれを検知することで施術の情報が得られる。 As seen in FIG. 5, the hardness of the affected part in the living body can be measured by a plurality of pressure-sensitive elements installed at the distal end. When the protein of the subject is denatured, the hardness increases, and information on the treatment can be obtained by detecting it.
本発明による超音波治療装置により、従来よりも正確に、かつ簡単に施術が可能となる。また、方法としての侵襲度を極めて低く抑えることが可能となるため、患者に対するQOL(Quality of life )が向上することが考えられる。 The ultrasonic therapy apparatus according to the present invention makes it possible to perform treatment more accurately and easily than before. Moreover, since the degree of invasiveness as a method can be suppressed to a very low level, QOL (Quality of life) for patients can be improved.
41 超音波発生素子
42 1 次側集束部
43 放熱フィン
44 音響伝達部
45 生体側音響放射部
46 外筐体
41 Ultrasonic generator
42 Primary side focusing part
43 Radiation fin
44 Sound transmission part
45 Living-side acoustic radiation unit
46 Outer casing
Claims (2)
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JP2004063787A JP2005245917A (en) | 2004-03-08 | 2004-03-08 | Ultrasonic treatment apparatus |
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2004
- 2004-03-08 JP JP2004063787A patent/JP2005245917A/en active Pending
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