JP2006501026A - 超音波トランスデューサ結合装置 - Google Patents

Abstract

ベース部(12)を含むトランスデューサ結合装置であって、前記ベース部が、患者の皮膚表面に前記ベース部を取り外し可能に固定する生体適合性接着剤(24)をその上に備えた第1表面と、患者と超音波的に結合されるように超音波トランスデューサ(16)を動作可能に保持するように構成された第2表面とを有する装置が提供される。当該装置には、さらに、患者との超音波的結合を容易にするために接着剤と第1表面との間に位置決めされたヒドロゲル(18)を有することができる。ベース部およびヒドロゲルのうちの1つには、処置部位を観察する際に役立つマーキング(20)を備えることができる。

Description

本出願は、2002年9月30日に出願された米国特許出願第10/261281号の利益および優先権を請求するものである。

本発明は、超音波トランスデューサ（ultrasound transducer）を取り付ける装置に関する。
より詳細には、本発明は、皮膚接着側（skin adhesive side）と、トランスデューサヘッドモジュール取付側と、これら2つの側部の間に設けられた超音波伝導体とを含んだ超音波トランスデューサを取り付ける装置に関する。

超音波を使用して、筋骨格（treatmusculoskeletal）の損傷を治療的に処置することが知られている。
適切なパラメータ、例えば、周波数、パルス繰返し、および振幅を有する超音波エネルギーを、適切な時間にわたって骨の損傷部に隣接した外部の適当な場所に当てると、例えば骨の破損や骨折の自然治癒を加速させ、また骨粗鬆症（osteoporosis）を処置することがわかっている。
骨粗鬆症を患う高齢者など、治癒能力が低下した患者に対し、超音波治療は、本来ならば人工骨による置換（prosthetic replacement）を必要とするか、または患者に永久的な障害を残したまま放置せざるを得ないような骨の損傷の治癒を促進することができる。

ともにTalishおよびLifsheyの米国特許第5003965号および第5186162号(それぞれ、「Talishの'965号特許」および「Talishの'162号特許」と呼ぶ)、ならびにWinderらの米国特許第5520612号には、RF発生器およびトランスデューサが、皮膚上の場所に置かれるモジュール式アプリケータユニット（modular applicator unit）の一部である超音波放出システムが記載されている。
超音波パルスの持続時間およびパルス繰返し周波数を制御する信号は、アプリケータユニットとは別に発生される。
Talishの'965号特許およびTalishの'162号特許は、また、作用表面（operative surface）が皮膚上の場所に隣接するようにアプリケータユニットを取り付ける固定装置を記載している。 Talishの'965号特許およびTalishの'162号特許では、皮膚がギプスによって取り囲まれているが、TalishおよびLifsheyの米国特許第5211160号(「Talishの'160号特許」)では、固定装置は、身体の覆われていない部分(すなわち、ギプスもしくは他の医療的な覆いのない部分)上に取り付けられるものとして記載されている。

多くの場合、超音波治療処置を受ける患者は、動き回ることが可能である。固定式の超音波発生器から離れた患者の上にトランスデューサヘッドモジュールを取り付けることができ、または、例えばTalishらの米国特許第5556372号および第6165144号に開示されているように、患者が携帯型の超音波発生装置を持ち運ぶことができる。
ゆえに、トランスデューサヘッドモジュールは、モジュールを移動させる、または処置効率に悪影響を及ぼすことのある外部からの衝撃の影響を、ますます受ける傾向にある。
したがって、先行技術に記載のシステムは、典型的な治療的に超音波を利用する方法および装置を開示しているが、トランスデューサヘッドモジュールの位置のずれまたは移動（shifting or moving）を妨げるギプスの存在なしに超音波トランスデューサを取り付ける方法および装置は開示していない。

さらに、従来のトランスデューサ取付装置が、特に通常は衣類によって覆われる患者の身体の部分の上に配置されるときには、患者にとって、かさばる、扱いにくいものになることが多い。
したがって、外部からの衝撃による位置のずれを起こしにくく、装置が衣類の下の場所に取り付けられた状態で患者の快適性を促進するように、患者の上に取り付けられたときに薄型のプロファイルを有する、軟組織もしくは損傷組織を圧迫しない取付装置が必要とされている。

さらに、従来のトランスデューサ取付装置は、トランスデューサヘッドモジュールを提供する前に、処置部位へのゲルの適用、またはゲルパッドもしくはクッション（pillow）の設置を必要とする。
トランスデューサヘッドモジュールを位置決めする前にゲルパッドもしくはクッションを適所に保持する必要があるが、ゲルは、滑りやすく、所望の場所に維持するのが困難である。
したがって、外部からの衝撃による位置のずれを起こしにくい、超音波伝導性のパッドもしくはヒドロゲル（hydrogel）を内蔵した取付装置が必要とされている。

加えて、従来のトランスデューサ取付装置は、通常、トランスデューサヘッドモジュールを処置部位に固定するストラップおよび包帯を必要とする。
したがって、外部からの衝撃による位置のずれを起こしにくい、トランスデューサヘッドモジュールを処置部位に固定するストラップおよび/または包帯を必要としない装置が必要とされている。
米国特許第5,003,965号明細書 米国特許第5,186,162号明細書 米国特許第5,520,612号明細書 米国特許第5,211,160号明細書 米国特許第5,556,372号明細書 米国特許第6,165,144号明細書

本発明の目的は、先行技術の前述および他の欠点を克服する、超音波トランスデューサの処置ヘッドモジュールを容易に取り付ける薄型プロファイルを有する装置を提供することである。

その一実施形態では、当該装置には、処置ヘッドモジュールを受けるように構成かつ寸法設定されたポケットインサート（pocket insert）を画定するほぼ平らなベース部（base）と、処置ヘッドモジュールに位置合わせされた、超音波処置の間に処置ヘッドモジュールから伝播する超音波の減衰を防ぐヒドロゲルとが含まれる。
装置の患者と接触する部分には、剥離式裏当て（peel-off backing）によって覆われた接着剤が設けられている。
使用時には、剥離式裏当てが取り去られて接着剤を露出させ、装置が患者に貼り付けられる。 次いで、処置ヘッドモジュールがポケットインサートに挿入される。
ポケットインサートは、軟組織もしくは損傷組織を過度に圧迫することなく、処置ヘッドモジュールを所定の位置にしっかりと保持する。

他の実施形態では、当該装置は、両側に接着剤を有するヒドロゲルと、各接着剤を覆う剥離式裏当てとを備える。
使用時には、剥離式裏当てが取り去られて、各接着剤を露出させる。
接着剤の一方は、装置を患者に貼り付けるために使用され、他方の接着剤は、その上に処置ヘッドモジュールを貼り付けるために使用される。
接着剤は、軟組織もしくは損傷組織を過度に圧迫することなく、処置ヘッドモジュールを所定の位置にしっかりと保持する。

本発明の前述ならびに他の目的、特徴、および利点は、添付図面と併せて読まれるべき、以下の例証となる実施形態の詳細な説明から明らかになる。

本発明の理解を深めるために、以下の例示的な実施形態の説明および添付図面を参照する。

ここで、諸図面を詳細に参照する。 初めに図1〜図3を参照すると、本発明の一実施形態による装置が、全体を参照番号10によって示されている。
装置10には、超音波トランスデューサの処置ヘッドモジュール16(図4参照)を受けるように構成かつ寸法設定されたポケットインサート14を画定する、ほぼ平らな耐久性のあるベース部12を備える。
ベース部12は、プラスチック、ボール紙（cardboard）、または他の生体適合性材料（biocompatible material）から製造されることが好ましく、その寸法は、約3.5cm×3.0cmである。

処置ヘッドモジュール16は、Talishらの'144号特許に示され記載されているタイプのものである。
具体的には、図9に見られるように、処置モジュール16には、信号発生器(図示せず)によってケーブル(図示せず)を介して転送される信号を受け取る、受信機166が含まれる。
受信機166は、トランスデューサ168を励起するトランスデューサ駆動装置167に接続される。

あるいは、図10に見られるように、処置ヘッドモジュール16は、この処置ヘッドモジュール16の内部コンポーネントに電力を供給する内部バッテリ169を備えても良い。
例えば、バッテリ169は、信号処理回路170および信号駆動装置171に電力を供給することができる。
次には信号処理回路170が、トランスデューサ駆動装置167の出力の波形特性を表すデジタル出力信号172を提供できることが好ましい。
そのような特性には、例えば、トランスデューサ168を駆動する信号の周波数、パルス繰返し周波数、パルス幅、および平均出力パワーが含まれ得る。
信号モニタリング回路170の出力信号172は、駆動装置171およびケーブル116を介して信号発生器(図示せず)へと転送される。
付属インターロック173は、これにはトランスデューサの処置ヘッドモジュール16の外表面上のスイッチを備える場合もあるが、確実にトランスデューサの処置ヘッドモジュール16が正しく位置決めされてからトランスデューサ168が励起されるように、トランスデューサの処置ヘッドモジュール16の内部コンポーネントに電力を提供する。

装置10には、さらに、ベース部12のすぐ下に位置決めされたヒドロゲル18(図5参照)が含まれる。
ベース部12の中央部分には、X線写真上で処置部位を観察する際に特定の場所を明らかにすることによって処置部位を見つけるのに役立つ、マーキング20が含まれる。

患者と接触する、装置10の片側22の一部分には、剥離式裏当て26によって覆われた接着剤24が設けられている。
接着剤24が、Smith & Nephew, Inc.から市販のOPSITE(商標)接着剤など、皮膚用の品質（skin-grade）の接着剤であることが好ましい。
装置10を患者に貼り付けるには、ベース部12から延在する剥離式裏当て26の一部分を掴み、剥離式裏当て26をベース部から分離することによって、この剥離式裏当て26を取り去る。
剥離式裏当て26を取り去ると、接着剤24が露出し、これにより、装置10を患者の組織表面「T」(図5参照)に貼り付けることができる。

次いで、処置ヘッドモジュール16が、ポケットインサート14の凹状のトラック(concave track)28に挿入され、図4に示したようにそのトラック内でスライド可能に収容される。 トラック28の高さは、当該トラック28によってスライド可能に収容される処置ヘッドモジュール16の部分よりも小さいことが好ましい。
これにより、トラック28によって収容される処置ヘッドモジュール16の部分が、当該トラック内に圧入される。 したがって、装置10は、外部から衝撃を受けても、処置ヘッドモジュール16をポケットインサート14内にしっかりと維持かつ/または保持される。
処置ヘッドモジュール16は、Talishらの'372号特許に示され記載されているような主操作ユニットに接続される。

具体的には、図11に見られるように、主操作ユニットの例示的な一実施形態が全体を200として示されている。
主操作ユニット200は、通常、ねじ、超音波溶接、または接着剤によって1つに接合される2つの半体部品で構築されるハウジング220を備える。
プリント回路基板222が、ハウジング220内に位置決めされ、ケーブル226を介してディスプレイアセンブリ224に接続される。
ディスプレイアセンブリ224には、実装基板228、ディスプレイ230、およびキーパッド231を備える。
ディスプレイ230は、例えば、テキストおよび数字を表示するのに適した液晶型ディスプレイまたはLED型ディスプレイとすることができる。
リアルタイムクロックおよび超音波処置ヘッドモジュール16のポータブル操作のために、バッテリホルダ232がプリント回路基板222に設けられる。
通信ポート234は、プリント回路基板222に取り付けられており、ハウジング220内の溝(channel)236を通じて外部からアクセス可能とされる。
通信ポート234は、プリント回路基板222上の信号発生回路238に接続され、信号発生器と外部コンピュータとの間に、例えばシリアル通信用の、通信リンクを提供する。
この構成では、医師が、信号発生回路238内に格納された、患者によって開始された実際の処置の回数、日付、時刻、および/または持続時間などの情報をダウンロードすることができる。

図5に示したように、処置ヘッドモジュール16が装置10に接続されると、ヒドロゲル18は、処置ヘッドモジュール16から伝播される超音波の減衰を実質的に防ぐように処置ヘッドモジュール16に位置合わせされる。
処置後、処置ヘッドモジュール16をスライドさせてトラック28から外すことによって、処置ヘッドモジュール16がポケットインサート14から取り外されることが好ましい。
次いで、装置10を患者から引き外すことによって、装置10が患者から取り外される。

図6および図7を参照すると、本発明の他の実施形態による装置が、全体を参照番号60によって示されている。
装置60は、好ましくは約3.0cm×3.0cmの寸法で、ヒドロゲル62を備える。
ヒドロゲル62には、上側68上の接着剤64と剥離式裏当て66とが含まれる。
ヒドロゲル62は、ベース部または裏面に接着剤を有するキャリア（adhesive-backed carrier）72に形成された中央開口部70内に位置決めされる。
中央開口部70は、その中でヒドロゲル62を収容するように構成かつ寸法設定される。

裏面に接着剤を有するキャリア72の片側は、剥離式裏当て76によって覆われた接着剤74(図8参照)を有する。
ヒドロゲル62の中央部分には、処置部位を特定するのに役立つマーキング78が含まれる。

使用時には、剥離式裏当て76が装置60から取り去られて、裏面に接着剤を有するキャリア72上に設けられた接着剤74を露出させる。
次いで、装置60が患者に貼り付けられる。
次いで、上側68上の剥離式裏当て66が装置60から取り去られて、ヒドロゲル62上に設けられた接着剤64を露出させる(図7参照)。
そして、超音波トランスデューサの処置ヘッドモジュール80(図8参照)が、接着剤(図示せず)によって裏面に接着剤を有するキャリア72の上側68に貼り付けられる。

処置ヘッドモジュール80は、主操作ユニットに接続される。 図8に示されるように、処置ヘッドモジュール80から伝播される超音波の減衰を実質的に防ぐように、処置ヘッドモジュール80がヒドロゲル62の中央部分に位置合わせされることが推奨される。
処置後、処置ヘッドモジュール80を接着剤64から引くことによって、処置ヘッドモジュール80が接着剤64から取り外されるようになっている。
次いで、装置60を患者から引き外すことによって、装置60が患者から取り外される。

本明細書に記載の諸実施形態は、軟組織もしくは損傷組織の圧迫を防止または軽減し、外部から衝撃を受けている間も処置ヘッドモジュールを所定の位置に維持する、使いやすい超音波トランスデューサ結合装置を提供する。
さらに、本明細書に記載の装置によって、ストラップもしくは包帯を使用せずに、処置ヘッドモジュールを接続できるようになる。
さらに、当該装置によって、処置の前に、処置部位をX線写真上で観察でき、または正確に特定できるようになる。
本発明の装置によって、前述の利点および当業者に明らかな他の利点が提供される。

本明細書では、本発明の実例となる諸実施形態を添付図面に即して記載したが、本発明がそれらの正確な実施形態だけに限定されず、また、本発明の範囲または精神から逸脱することなく当業者がそれらの実施形態に他の様々な変更および修正を実施できることを理解すべきである。
そのような変更および修正は、すべて、冒頭の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれるものとする。

本発明の一実施形態による装置の斜視図である。 図1の装置の上面図である。 図1の装置の下面図である。 超音波トランスデューサの処置ヘッドモジュールが結合されている様子を示す、図1の装置の上面図である。 患者に貼り付けられ、超音波トランスデューサの処置ヘッドモジュールが結合された、図1の装置の側面図である。 本発明の他の実施形態による装置の斜視図である。 装置内に設けられたヒドロゲルを示す、図6の装置の上面図である。 患者に貼り付けられ、超音波トランスデューサの処置ヘッドモジュールが取り付けられた、図6の装置の側面図である。 例示的な超音波トランスデューサの処置ヘッドモジュール用の回路の一実施形態のブロック図である。 超音波トランスデューサの処置ヘッドモジュールの他の例示的な実施形態の回路のブロック図である。 主操作ユニットの例示的な一実施形態の分解組立図である。

符号の説明

10,60 装置
12 ベース部
14 ポケットインサート
16,80 超音波トランスデューサの処置ヘッドモジュール
18,62 ヒドロゲル
20,78 マーキング
24,64,74 接着剤
26,66,76 剥離式裏当て
28 トラック
70 中央開口部
72 接着剤を有するキャリア
168 トランスデューサ
200 主操作ユニット
220 ハウジング
222 プリント回路基板
224 ディスプレイアセンブリ
232 バッテリホルダ
234 通信ポート
238 信号発生回路

Claims (11)

1. ベース部を備え、該ベース部が、患者の皮膚表面に前記ベース部を取り外し可能に固定する生体適合性接着剤をその上に備えた第1表面と、患者と超音波的に結合されるように超音波トランスデューサを動作可能に保持するように構成された第2表面とを有するトランスデューサ結合装置。
2. 患者との超音波的結合を容易にするために、前記接着剤と前記第1表面との間に位置決めされたヒドロゲルをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
3. 前記ベース部および前記ヒドロゲルのうちの1つが、処置部位を観察する際に役立つマーキングを備えることを特徴とする請求項2に記載の装置。
4. 前記第2表面が、前記超音波トランスデューサヘッドモジュールの少なくとも一部分を収容するように構成かつ寸法設定されたポケットインサートを備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記ポケットインサートが、前記超音波トランスデューサヘッドモジュールの少なくとも一部分をスライド可能に収容するためのトラックを備えることを特徴とする請求項4に記載の装置。
6. 前記トラックの少なくとも1つの寸法は、前記トラックによって収容される前記超音波トランスデューサヘッドモジュールの前記部分よりも小さくされており、前記超音波トランスデューサヘッドモジュールの前記部分が前記トラック内に圧入されることを特徴とする請求項5に記載の装置。
7. 前記第2表面は、その上に配置された、前記超音波トランスデューサの少なくとも一部分を前記第2表面に取り付けられるための接着剤を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記接着剤が、剥離式裏当て材によって覆われることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
9. 超音波トランスデューサヘッドモジュールを患者に取り付ける方法であって、
   第1表面上にポケットインサートが形成されたベース部を提供し、前記ポケットインサートが、前記超音波トランスデューサヘッドモジュールの少なくとも一部分を収容するように構成かつ寸法設定するステップと、
   ヒドロゲルを、前記ベース部の前記第1表面とは反対側の第2表面に対して位置決めするステップと、
   前記ヒドロゲルに近接して接着剤を設け、該接着剤を剥離式裏当てによって覆うステップと、
   前記剥離式裏当てを前記ベース部から取り去って前記接着剤を露出させるステップと、
   前記ベース部を患者に貼り付けるステップと、
   前記超音波トランスデューサヘッドモジュールを前記ポケットインサートに挿入するステップとを備えることを特徴とする方法。
10. 前記ポケットインサートに、前記超音波トランスデューサヘッドモジュールの少なくとも一部分をスライド可能に収容するトラックを設けるステップを備えることを特徴とする請求項9に記載の方法。
11. 前記トラックの少なくとも1つの寸法を、前記トラックによって収容される前記超音波トランスデューサヘッドモジュールの部分よりも小さくし、前記超音波トランスデューサヘッドモジュールの前記部分を前記トラック内に圧入するステップを備えることを特徴とする請求項9および10のいずれか一項に記載の方法。

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