JP2005512700A - 超音波治療装置 - Google Patents

Abstract

本発明は人間の皮膚病変を治療する超音波治療装置を提供するものであり、この装置は制御デバイスと、治療超音波ビームを対象物に送出する超音波変換器と、集中手段とを備える。前記制御デバイスは超音波治療装置の電気制御システムである。前記超音波変換器及び前記集中手段は手で保持することができる超音波照射装置に収容される。手で保持することができる超音波照射装置はハンドル及び内腔を形成するハウジングを含み、前記超音波変換器及び前記集中手段は前記内腔に収容される。前記超音波照射装置は治療者の手で保持することができ、婦人科疾患である皮膚病変を含む人間の皮膚病変の治療をより簡便に行なうことができる。

Description

本発明は概して超音波療法に関する。特に本発明は、婦人科疾患である皮膚病変及び人間の他の皮膚病変を集中超音波で治療するのに有効な超音波治療装置に関する。

病変組織の外科療法としての超音波治療が近年開発されている。原理的に、集中超音波を使用して病変組織を破壊し、そして壊死させると、壊死した組織は徐々に正常組織に吸収される、または集中超音波照射を行なって病変組織に良性の変化を生じさせる。本発明の前に、高強度焦点集中超音波を生成する技術が精力的に開発されてきた。しかしながら、医療研究グループ及び医療機器産業が直面する問題は、如何に超音波治療を患者の種々の部位の種々の病気の診療治療において実施するかということである。

現在の超音波治療装置は、ほとんどが人間の腫瘍治療用に設計されている。一般的に、腫瘍は治療超音波を供給する超音波照射装置から遠く離れた組織の内に集中して配置され、そしてこれらの腫瘍は簡単に移動させ、かつ超音波照射装置からの集中超音波に晒すことができる。腫瘍を治療するこの種の超音波治療デバイスにおいては、超音波照射装置は移動するデバイスの上に相対的に固定されて、腫瘍に照準を当てる機構により超音波照射装置を駆動することができるようにする必要がある。さらに、高強度超音波照射及び大型超音波照射装置は腫瘍を破壊する必要がある。

婦人科疾患である皮膚病変を含む皮膚病変の特徴は腫瘍の特徴とは異なる。皮膚病変は超音波照射装置に近接する皮膚表面の上、または超音波照射装置に近接する皮下組織の下に分布する。また、皮膚病変は超音波照射に対して小さく、敏感である。従って、先行技術の大型で重い超音波照射装置を用いて探査し、そして皮膚病変を治療することは実用的ではない。ほとんどの場合、広い領域に分布する皮膚病変を治療するために移動するデバイスの上に相対的に固定された超音波照射装置を使用することは適切ではない。また、皮膚病変を破壊するために小強度の超音波を照射し、そして超音波ビームが表皮組織及びそれよりも下の皮下組織を貫通した後に超音波エネルギーを急速に減衰させて体内の深い位置の組織の破壊を回避する必要がある。従って、皮膚病変治療専用の高周波超音波治療装置がその治療には必要となる。

概して、本発明の目的は一つの態様において、婦人科疾患である皮膚病変を含む人間の皮膚病変を集中超音波で治療する装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、治療者が婦人科疾患である皮膚病変を含む人間の皮膚病変を集中超音波で治療する際に使用するのにより便利な装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、手で保持することができ、治療者が婦人科疾患である皮膚病変を含む人間の皮膚病変を集中超音波で治療する際に使用するのにより便利な超音波照射装置付きの装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、治療者が婦人科疾患である皮膚病変を含む人間の皮膚病変を集中超音波で治療する際に使用するのにより便利な軽量で持ち運べる超音波照射装置付きの装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、治療者が婦人科疾患である皮膚病変を含む人間の皮膚病変を集中超音波で治療する際に使用するのにより便利であって、小さな前部先端を有する超音波照射装置付きの装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、人間の皮膚病変を効率的に治療するのに適した周波数幅を有する超音波治療装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、人間の皮膚病変を効率的に治療するのに適した音響出力強度を有する超音波治療装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、人間の皮膚病変の治療中に冷却を行なう冷却手段を備える超音波治療装置を提供することにある。
本発明は人間の皮膚病変を治療する超音波治療装置を提供する。この装置は、制御デバイス、治療超音波ビームを人間の目標領域に送出する超音波変換器、及び集中手段、を備える。前記制御デバイスは超音波治療装置の動作を制御するために使用する制御システムである。前記超音波変換器及び前記集中手段は、手で保持することができる超音波照射装置に組み込まれる。

手で保持することができる前記超音波照射装置は、ハンドル及び内腔を形成するシェルを含み、この内腔に前記超音波変換器及び前記集中手段が収容される。
前記制御デバイスは５ＭＨｚ〜２５ＭＨｚ、好適には９ＭＨｚ〜１１ＭＨｚの範囲の周波数幅を有する。

超音波照射装置は集中超音波を生成する機能を有する。超音波照射装置の焦点長は５ｍｍ〜５０ｍｍ、好適には９ｍｍ〜１１ｍｍの範囲である。超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい。

本発明の前記超音波治療装置はさらに冷却手段を含む。前記冷却手段は、注入管及び排出管により構成される水配管システムに接続される水タンクを含み、この配管システムは、手で保持するのに適した超音波照射装置を貫通する。水は内腔に水注入管を通して流れ込み、そして超音波照射装置の内腔から水排出管を通して流れ出すことにより水タンク、水注入管及び水排出管がループを形成するようになる。

前記超音波照射装置の前部先端の直径は、５ｍｍ〜８０ｍｍ、好適には１４ｍｍ〜１６ｍｍの範囲である。
前記超音波変換器は、取り外し可能であり、そして手持ち式の超音波照射装置内に取り付けられる。

好適には、前記冷却手段に含まれる水は蒸留水である。
本発明の超音波治療装置を皮膚病変の治療に使用する場合、病変部は本出願書面により特定される前記適切なパラメータを用いた集中超音波ビームに晒される。病変部の組織細胞は、超音波照射に晒されて振動し、加熱される。超音波エネルギーが十分に大きいと、集中超音波により生じる熱は照射目標組織に迅速に行き渡り、目標組織の温度は急速に、例えば数秒のうちに上昇する。組織浮腫が超音波照射により生じ、そして組織内の微小循環が改善される。組織浮腫面積は、超音波治療装置が採用するパラメータを適切に制御することにより制御することができる。

動物実験を行なって、この治療法の治療効果を本発明の超音波治療装置を使用することにより確認した。１６０匹のニュージーランドのウサギ及び５匹のミニ豚を動物実験に使用した。本特許出願書面で特定したパラメータを実験に用いた。これらの動物実験の後、治療病変部の変化を観察し、評価した。これらの実験結果は、超音波が皮膚表面を貫通し、そして皮下組織を表皮に損傷を与えることなく、皮下組織の浮腫が超音波照射と同時に消え、皮下組織が回復する形で皮膚として有効に生かせることが判明した。

外陰ジストロフィーは、慢性疾患の一種であり、皮膚色素の変性、外陰粘膜の白斑化、表皮組織の乱れた成長及び皮下組織の変性に特徴がある。外陰ジストロフィーは、よく見られる婦人病であり、その発症原因は全く明らかではない。この疾患は、難治性の病気であり、特別に有効な治療薬が見つかっていない。本発明の装置を使用して外陰ジストロフィーに罹っている少なくとも数十人を治療した。治療の間、患者は悪い反応を示すことはなく、不快感を覚えなかった。治療後、治療部位の浮腫が現われ、その後３日内に消えた。次に外陰ジストロフィーの症状が大きく和らぎ、痒みが消え失せ、病変部が正常な状態に回復した。これらの治療結果は、他の方法を使用する代わりに本発明の前記超音波治療装置を使用して皮膚病変を治療することが有利であることを示している。

本発明自体とともに本発明のこれらの利点及び他の利点は、記載と、記載に対応する図面と、添付の請求項とを考慮した後でより一層理解が深まるものと考えられる。

図１を参照すると、超音波治療装置は、制御デバイス、手で保持することができる超音波照射装置、冷却手段及びパネルを含む。制御デバイスは変圧器、電気ソケット、制御装置及び電力増幅器を含む。電源は変圧器に接続される。電源は制御装置に接続され、そして次に制御装置は電力増幅器に接続される。制御デバイス及び手で保持することができる超音波照射装置は、共に制御パネルに接続される。表示回路はパネルに含まれる。冷却手段は冷却タンクを備え、このタンクは循環ポンプに接続される。循環ポンプは制御デバイスにケーブルを通して接続される。冷却水タンクの水排出口は、手持ち式の超音波照射装置の水注入口に水注入管を通して接続され、そして手持ち式の超音波照射装置の水排出口は、冷却水タンクの水注入口に水排出管を通して接続される。

外部電源は、変圧器１に電気ソケット５を通して接続される。変圧器１は制御デバイスに含まれる。変圧器の２次巻線は電源４に接続される。電源４は交流電流を直流電流に変換し、次に電力を電力増幅器２及び制御装置３にそれぞれ供給する。また、電源が電気ソケット６に供給する直流電流を使用して冷却水タンクの水循環ポンプ１２を駆動する。電源４の整流器は、ブリッジ整流回路及び定電圧電源からなる。図４はこれらの内部回路を示している。制御装置３はシングルチップ及び他のデジタル集積回路を含み、その模式図は図５に示される。パネルは７の数字で示され、制御デバイスキャビネットは８の数字で示され、そしてキャビネットのカバーは９の数字で示される。コンソール７上の電源スイッチ、調整ノブ及び出力ソケットは標準部品である。適切な標準部品はこの技術分野の当業者が判断して選定することができるものである。これらの標準部品のタイプが何であるかについては特別の制限はない。

冷却水タンク１４は、防錆及び防水の材料により作製される。また、冷却水タンク１４の水位は、窓１５を通して観察することができる。水循環ポンプ１２は、冷却水を水排出口１３から手持ち式の超音波照射装置１６の水注入口に向けて排水し、そして水は手持ち式の超音波照射装置１６を通過し、次に水注入口１１に戻る。水タンクカバーは１０の数字で示され、ネジにより冷却水タンク１４の上に固定される。

図２を参照すると、手による保持が可能な超音波照射装置１６は、シェル及び内腔を備えるハンドルを含む。超音波変換器及び照射集中手段は、内腔に収納される。手による保持が可能な超音波照射装置は高周波の集中超音波を送出する。超音波変換器は電気パワーを音響パワーに変換する。変換中の超音波照射装置自体の加熱を抑えるために冷却手段が採用される。本発明では水を冷却媒体として使用する。冷却水は水注入管２３から注入され、そして水排出管２１を通して吸入される。水注入管２３及び水排出管２１は、ハンドルスリーブ２８内のクイックカプラー２６，２７を通してそれぞれ接続され、次にこれらの管は超音波照射装置の外に導出される。共同水道水の空気泡が超音波作用によって膨張するのを防止するために、蒸留水を冷却媒体として使用することが好ましい。クイックカプラー２６，２７はハンドル２５に固定される。ハンドル２５側の２つの穴は、クイックカプラー２６，２７を取り付けることができるように構成されている。

電源は、超音波照射装置に標準の同軸ケーブルまたは２つのコア付きケーブルであるケーブル２２を通して接続される。ケーブルの２つの電極は、溶接法、または同軸のネジ締付け連結により超音波変換器の２つの電極にそれぞれ接合される。ケーブル２２はハンドルスリーブ２８の内腔を貫通し、そしてハンドル２５の前部先端の穴から出て行く。ケーブルの損傷を防止するために、ケーブル保護カバーがケーブルが外に出る箇所に設けられている。

超音波変換器１８は、固定プレート１９に接続された２つの金属電極により支持されている。固定プレート１９はケーブル２２により固定される。固定プレート１９と外側スリーブ２０との間には空間が存在している。音響膜１７は、外側スリーブ２０の前端に接着接合を用いて固定されている。

外側スリーブ２０は、集中調整手段２４にネジ締付け連結により接続される。外側スリーブ２０はいつでも取り外すことができる。集中調整手段２４はハンドル２５にネジ締付け連結により接続される。集中調整手段２４及びハンドル２５は相対回転可能である。ハンドルスリーブ２８は、ハンドル２５にネジ締付け連結により強固に接続される。

外側スリーブ２０内では、音響膜１７は超音波変換器１８の前面に配置され、超音波治療照射装置１６の前部先端で固定される。固定プレート１９の前面にある超音波変換器１８は、パネル７にケーブル２２を通して接続される。水排出管２１は、ケーブル２２の一方の側に配置され、水注入管２３はケーブル２２の他方の側に配置される。集中調整手段２４は、ハンドル２５にネジ締付け連結により接続される。水注入管２３及び水排出管２１は、クイックカプラー２６，２７を通してそれぞれ接続される。水注入管２３は冷却水タンクの水排出口１３に接続され、水排出管２１は冷却水タンクの水注入口１１に接続される。

図３は本発明による制御デバイスのブロック図である。制御デバイスは制御装置３、電源４、電力増幅器２及びパネル７の表示回路を含む。制御装置３はシングルチップ（８９Ｃ５１タイプのものが選択可能）、制御スイッチ及びＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ０８０９タイプのものが選択可能）を含む。表示回路は、ＬＥＤディスプレイに接続される表示ドライバ（８２Ｃ７９タイプのものが選択可能）及びニキシー管を含む。

増幅度制御装置は信号発生器、増幅度変調器及びパルス変調器にそれぞれ接続される。パルス変調器は、パルス発生器及び制御装置のスイッチ（リレーが選択可能）及びＡ／Ｄ変換器に接続される。パルス発生器はパルス変調器及び表示回路にそれぞれ接続される。タイマーは表示回路に接続される。制御装置のスイッチ及びＡ／Ｄ変換器は電力増幅器２に接続される。電力増幅器２は出力に接続される。制御機能はシングルチップにプログラムされ、そのチップは、超音波治療装置のタイミング操作、スタート操作、ストップ操作などを含む操作の制御を行う。市販されている標準の電力増幅器、例えば米国で製造されるＶＤＳシリーズ製品が採用される。

電源４は整流ダイオード及び定電圧電源からなる。図４及び図５に示すように、電源４は電力を各構成要素に供給し、そして一つの回路を水ポンプとして利用することができる。図４は制御デバイスの回路図である。Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は変圧器の２次巻線に接続される。Ｓ６，Ｓ７は電力増幅器２に接続される。Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０は制御装置３に接続される。

図５は電力を水ポンプに供給する回路を示している。Ｓ４，Ｓ５は変圧器の２次巻線に接続され、この２次巻線はＳ１，Ｓ２及びＳ３に接続される２次巻線から分離される。Ｓ１１，Ｓ１２は水ポンプに接続される。

上述した本発明の実施形態の回路基板は図１に示すように、制御デバイスキャビネットに組み込まれる。技術者は図３に変更を加えて同じ機能を実現することができる。

本発明の超音波治療装置の構造図である。 本発明の装置の手持ち式超音波照射装置の断面図である。 本発明の装置の制御装置のブロック図である。 本発明の装置の制御装置の回路図である。 本発明の装置の水ポンプの回路図である。 本発明の装置の制御装置の動作プロセスを示すフロー図である。

Claims (37)

1. 制御デバイスと、治療超音波を目標領域に送出する超音波変換器と、集中手段とを備える超音波治療装置であって、前記制御デバイスは前記超音波治療装置の全システムを制御し、前記超音波変換器及び前記集中手段は手で保持することができる超音波照射装置に収容される、超音波治療装置。
2. 手で保持することができる前記超音波照射装置はハンドル及び内腔を形成するシェルを含み、前記超音波変換器及び前記集中手段は前記内腔に収容される、請求項１記載の装置。
3. 前記制御デバイスは５ＭＨｚ〜２５ＭＨｚの範囲の周波数幅を有する請求項１記載の装置。
4. 前記制御デバイスは９ＭＨｚ〜１１ＭＨｚの範囲の周波数幅を有する請求項３記載の装置。
5. 前記制御デバイスは５ＭＨｚ〜２５ＭＨｚの範囲の周波数幅を有する請求項２記載の装置。
6. 前記制御デバイスは９ＭＨｚ〜１１ＭＨｚの範囲の周波数幅を有する、請求項５記載の装置。
7. 前記超音波照射装置の焦点長は５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲である請求項１記載の装置。
8. 前記超音波照射装置の焦点長は９ｍｍ〜１１ｍｍの範囲である請求項７記載の装置。
9. 前記超音波照射装置の焦点長は５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲である請求項２記載の装置。
10. 前記超音波照射装置の焦点長は９ｍｍ〜１１ｍｍの範囲である請求項９記載の装置。
11. 前記治療装置は冷却手段を含む、請求項２記載の装置。
12. 前記治療装置は冷却手段を含み、前記冷却手段は、前記手持ち式の超音波照射装置を貫通する水配管システムに接続される水タンクを含む、請求項１１記載の装置。
13. 前記水配管システムは前記超音波照射装置の前記内腔及び前記水タンクにループ状に接続される、請求項１２記載の装置。
14. 前記水配管は水注入管及び水排出管を含み、前記水注入管及び前記水排出管は前記超音波照射装置の前記封止された内腔を通してループ状に接続される、請求項１３記載の装置。
15. 前記超音波照射装置の前部先端は５ｍｍ〜８０ｍｍの範囲の直径を有する、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記超音波照射装置の前部先端は１４ｍｍ〜１６ｍｍの範囲の直径を有する、請求項１５記載の装置。
17. 前記超音波変換器は取り外し可能であり、前記手持ち式の超音波照射装置内に取り付けられる、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の装置。
18. 前記超音波変換器は取り外し可能であり、前記手持ち式の超音波照射装置内に取り付けられる、請求項１５記載の装置。
19. 前記超音波変換器は取り外し可能であり、前記手持ち式の超音波照射装置内に取り付けられる、請求項１６記載の装置。
20. 前記冷却手段に含まれる水は純水である、請求項１乃至１４記載の装置。
21. 前記冷却手段に含まれる冷却媒体は純水である、請求項１５記載の装置。
22. 前記冷却手段に含まれる冷却媒体は純水である、請求項１６記載の装置。
23. 前記冷却手段に含まれる冷却媒体は純水である、請求項１７記載の装置。
24. 前記冷却手段に含まれる冷却媒体は純水である、請求項１８記載の装置。
25. 前記冷却手段に含まれる冷却媒体は純水である、請求項１９記載の装置。
26. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の装置。
27. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項１５記載の装置。
28. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項１６記載の装置。
29. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項１７記載の装置。
30. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項１８記載の装置。
31. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項１９記載の装置。
32. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項２０記載の装置。
33. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項２１記載の装置。
34. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項２２記載の装置。
35. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項２３記載の装置。
36. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項２４記載の装置。
37. 前記超音波照射装置の音響出力は３Ｗよりも大きい、請求項２５記載の装置。

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