JP2012509691A - 甲状腺および副甲状腺を超音波治療するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一般に同期超音波療法のための装置および方法に向けられており、一部の実施例では、高密度焦点式超音波(HIFU)パルス伝播に向けられ、一部の実施例では、(たとえば)甲状腺や副甲状腺組織の治療を受けている患者の動きに向けられている。その動きとは、たとえば咽下を含む。
治療目的のための高密度焦点式超音波(HIFU)を含む超音波の使用は、医学界の中で著しく注目されている。治療の際、これら高密度音波からの力学的エネルギの一部は、ターゲット位置において熱エネルギに変換される。変換された熱エネルギの量は、組織を焼灼したり、(70℃を越える温度上昇を引き起こすことにより)組織壊死を引き起こしたりするのに十分に高いものであり得る。重要なのは、このエネルギ生成の焦点が、隣接する組織を損なうことなく小さいターゲット領域において組織の壊死を得るのに綿密に制御できることである。したがって、良性および悪性の腫瘍のどちらも、腫瘍部位を外科的に露出することなくHIFUで破壊できる。
本発明の上記および他の特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明により明らかとなり、以下の説明では本発明の例示的実施例が示される。
高密度焦点式超音波(HIFU)は、大量の熱エネルギを限定空間に伝播することを可能にする。たとえば、3MHzでの焦点の幅(6dB)は、0.84×0.42×1.5mm(クロス×クロス×軸に沿って)でありうる。したがって、高密度焦点式超音波(HIFU)を当てることは、上皮小体のような小さな構造体にとって特に適する。上皮小体は気管や反回神経のような敏感な構造体に非常に接近しているので、より当てはまる。
治療領域に照射されるパルス音響エネルギは、音響パワーとパルスの持続期間の積である。音響パワーは、トランスデューサへの電力×トランスデューサの電気−音響効率である。実際には、最大音響パワーは70Wである。
P=Pref*exp(2*μ*F*D)
に従い、焦点域よりも浅い層の組織の超音波吸収の部分を考慮する。
Pref:基準パワー(ワット):たとえば15.3ワット/デフォルト。オペレータによって調節可能。
D:ターゲットの深さ。すなわち、皮膚から焦点までの距離であり、cmで表わされる。
ton=パルスの持続期間(秒)。
Acoustic power=HIFUパルスの間、トランスデューサによって送られる3MHz音響パワー。値はワットで表わされている。
SkinTol:皮膚を通る許容される平均音響強度。この値はWxMHz/cm2で表わされる。この値は実験により(上記参照)3MHzで2.5W/cm2に定められている。音響周波数が1MHzであるのなら、Iskinは7.5W/cm2を超えてはならない。
本明細書、特にクレームおよび/または段落において、comprises, comprised, comprising(…含む)の用語は、米国特許法による意味を有する。すなわち、これらはincludes, included, including(含む、有する)などを意味し、明記されていない要素も含み得る。実施例は、以下の説明において開示、または明らかとなり、包含される。
グラフは、1回目のHIFU治療の後から始まっている。どちらの例でも、副甲状腺ホルモンおよびカルシウムのレベルは1回目の治療の後それほど低下しない。二人目の患者では、副甲状腺ホルモンレベルは1回目の治療の後の最初の4週間の間では上昇している。どちらの場合でも、HIFU治療は5週間の後繰返された。
Claims (43)
- 超音波療法装置であって、
対象者の頭部の動き、頚部の動き、咽喉の動き、および咽下の動きの少なくとも1つを検出するための第1のセンサと、
前記対象者の甲状腺組織および/または副甲状腺組織を検出するための第2のセンサと、
高密度焦点式超音波(HIFU)パルスジェネレータと、
前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの少なくとも一方からの信号に基づき、前記HIFUパルスジェネレータを制御するための制御手段とを備える、装置。 - 前記制御手段はマイクロプロセッサを含む、請求項1に記載の治療装置。
- 前記第1のセンサが患者の動きを検出した場合、前記制御手段は前記HIFUパルスジェネレータからのパルス生成を変更する、請求項1に記載の治療装置。
- 前記第2のセンサが、副甲状腺および/または甲状腺組織の位置が第1の位置から第2の位置に変わったことを検出した場合、前記制御手段は、少なくとも1つのHIFUパルスが前記第2の位置にある副甲状腺および/または甲状腺組織に集束するよう前記HIFUジェネレータを調整する、請求項1に記載の治療装置。
- 前記第1のセンサは、歪ゲージ、距離を測定するためのレーザ、筋電図検査センサ、超音波検査センサ、IRMセンサ、シンチグラフィセンサ、スキャンまたはペットスキャンセンサ、X線センサ、および上記のいずれかの組合せからなるグループから選択される、請求項1に記載の治療装置。
- 甲状腺および/または副甲状腺の疾患の治療を必要とする対象者に、HIFUで疾患を治療するための方法であって、
前記対象者の頭部の動き、頚部の動き、咽喉の動き、および咽下の動きの少なくとも1つを検出する第1のセンサを位置付けるステップと、
前記対象者の甲状腺および/または副甲状腺組織の位置を検出する第2のセンサを位置付けるステップと、
少なくとも1つのHIFUパルスを前記対象者に与えるために、HIFUパルスジェネレータを位置付けるステップと、
前記第1のセンサが動きを検出すると、HIFUパルスを変更するために前記HIFUパルスジェネレータを制御するステップとを備える、方法。 - 前記HIFUパルスジェネレータを制御するための制御手段、ならびに前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの少なくとも一方からの信号を前記HIFUパルスジェネレータと同期させるための同期化手段の少なくとも一方を設けるステップをさらに備える、請求項6に記載の方法。
- 副甲状腺および/または甲状腺組織の位置が第1の位置から第2の位置に変化することを検出するステップと、
少なくとも1つのHIFUパルスが前記第2の位置の副甲状腺および/または甲状腺に集束するよう前記HIFUジェネレータを調整するステップとをさらに備える、請求項7に記載の方法。 - 前記第1のセンサは、歪ゲージ、距離を測定するためのレーザ、筋電図検査センサ、超音波検査センサ、IRMセンサ、シンチグラフィセンサ、スキャンまたはペットスキャンセンサ、X線センサ、および上記のいずれかの組合せからなるグループから選択される、請求項7に記載の方法。
- 甲状腺および副甲状腺の疾患は、甲状腺結節、甲状腺機能亢進症、原発性または二次性副甲状腺機能亢進症、甲状腺癌、副甲状腺癌、および上前記のいずれかの組合せからなるグループから選択される、請求項7に記載の方法。
- 超音波療法治療装置であって、
対象者の頚部の動き、頭部の動き、咽喉の動き、および咽下の動きの少なくとも1つを検出するための第1のセンサと、
前記対象者の甲状腺組織および/または副甲状腺組織を検出するための第2のセンサと、
高密度焦点式超音波パルス(HIFU)ジェネレータと、
前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの少なくとも一方からの信号に基づき、前記HIFUパルスジェネレータを制御するためのマイクロプロセッサとを備え、
前記第1のセンサが動きを検出した場合、制御手段は前記HIFUパルスジェネレータからのパルス生成を停止させる、装置。 - 前記第2のセンサが、副甲状腺および/または甲状腺の位置が第1の位置から第2の位置に変わったことを検出した場合、前記制御手段はHIFUパルスが前記第2の位置の副甲状腺および/または甲状腺に集束されるよう前記HIFUジェネレータを調整する、請求項11に記載の治療装置。
- 前記第1のセンサは、歪ゲージ、距離を測定するためのレーザ、筋電図検査センサ、超音波検査センサ、IRMセンサ、シンチグラフィセンサ、スキャンまたはペットスキャンセンサ、およびX線センサからなるグループから選択される、請求項11に記載の治療装置。
- 甲状腺および/または副甲状腺の疾患の治療を必要とする対象者にHIFUで疾患を治療するための方法であって、
対象者の頚部の動き、咽喉の動きおよび/または咽下動作の少なくとも1つ検出する第1のセンサを位置付けるステップと、
前記対象者の甲状腺および/または副甲状腺の位置を検出する第2のセンサを位置付けるステップと、
少なくとも1つのHIFUパルスを前記対象者に与えるようHIFUパルスジェネレータを設けるステップと、
前記HIFUパルスジェネレータを制御するための制御手段、ならびに前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの少なくとも一方からの信号をHIFUパルスジェネレータと同期させるための同期化手段の少なくとも一方を設けるステップと、
前記第1のセンサが動きを検出すると、HIFUパルスを停止させるよう前記HIFUパルスジェネレータを制御するステップとを備える、方法。 - 副甲状腺および/または甲状腺組織の位置が第1の位置から第2の位置に変わったことを検出するステップと、
少なくとも1つのHIFUパルスが前記第2の位置の副甲状腺および/または甲状腺に集束されるよう前記HIFUジェネレータを調整するステップとをさらに備える、請求項14に記載の方法。 - 前記第1のセンサは、歪ゲージ、距離を測定するためのレーザ、筋電図検査センサ、超音波検査センサ、IRMセンサ、シンチグラフィセンサ、スキャンまたはペットスキャンセンサ、およびX線センサからなるグループから選択される、請求項14に記載の方法。
- 甲状腺および副甲状腺の疾患は、甲状腺結節、甲状腺機能亢進症、原発性または二次性副甲状腺機能亢進症、甲状腺癌、副甲状腺癌、および上記のいずれかの組合せからなるグループから選択される、請求項14に記載の方法。
- 甲状腺および/または副甲状腺の疾患の治療を必要とする対象者にHIFUで疾患を治療するための方法であって、
(i) 超音波エネルギが照射されるべき治療ゾーンを特定するステップを備え、前記治療ゾーンは副甲状腺の少なくとも一部を含み、
(ii) 高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射するステップを備え、
前記方法はさらに、患者の副甲状腺ホルモン血中濃度、カルシウム血中濃度、血中リン濃度、TSHホルモン血中濃度、T3ホルモン血中濃度およびT4ホルモン血中濃度のグループから選択される少なくとも1つの血中濃度の値をモニタするステップをさらに備える、方法。 - 原発性または二次性副甲状腺機能亢進症を治療するための方法であって、
(i) 超音波エネルギが照射されるべき治療ゾーンを特定するステップを備え、前記治療ゾーンは副甲状腺の少なくとも一部を含み、
(ii) 高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射するステップを備える、方法。 - 高密度焦点式超音波エネルギを治療領ゾーンに向けて照射する前記ステップのために、少なくとも1つのHIFUパルスを前記対象者に与えるHIFUパルスジェネレータを位置付けることを含む、請求項19に記載の方法。
- 特定する前記ステップのために、前記対象者において治療するべき副甲状腺の位置を検出する前記超音波センサを位置付けることを含む、請求項19に記載の方法。
- 高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射する前記ステップは、二次性副甲状腺機能亢進症を治療する場合、10から100パルスを与えることを含む、請求項20に記載の方法。
- 高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射する前記ステップは、二次性副甲状腺機能亢進症を治療する場合、35から70パルスを与えることを含む、請求項20に記載の方法。
- 高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射する前記ステップは、合計が4kJから42kJの間の音響エネルギを与えることを含む、請求項20に記載の方法。
- 高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射する前記ステップは、合計が7kJから27kJの間の音響エネルギを与えることを含む、請求項20に記載の方法。
- 4つの上皮小体のうち1個のみが治療される、請求項19に記載の方法。
- 4つの上皮小体のうちの1つ以上が順次治療される、請求項19に記載の方法。
- 治療ゾーンを特定する前記ステップと、高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射する前記ステップとの治療を少なくとも1回繰返すステップをさらに備える、請求項19に記載の方法。
- 前記治療ステップは、前回の治療の少なくとも1週間後に繰返される、請求項28に記載の治療装置。
- 前記治療ステップは、同じ治療ゾーンにおいて、または前回処置された治療ゾーンから1mmから1cm離れている治療ゾーンにおいて繰返される、請求項28に記載の方法。
- 副甲状腺ホルモン血中濃度、カルシウム血中濃度、血中リン濃度からなるグループのうちの少なくとも1つの血中濃度の値をモニタするステップをさらに備える、請求項19に記載の方法。
- 前記血中濃度の値に依存して、治療ゾーンを特定する前記ステップと、高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射する前記ステップとの治療を繰返すステップをさらに備える、請求項31に記載の方法。
- 副甲状腺ホルモンの血中濃度の値が、前回の治療の後30%より大きく低下しなければ、前記治療ステップを繰返すステップをさらに備える、請求項32に記載の方法。
- 副甲状腺組織を改変させるための方法であって、
(i) 超音波エネルギが照射されるべき治療ゾーンを特定するステップを備え、前記治療ゾーンは副甲状腺の少なくとも一部を含み、
(ii) 高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射するステップを備える、方法。 - 前記治療ゾーンは、副甲状腺の栄養血管を含む、請求項34に記載の方法。
- 高密度焦点式超音波を前記治療ゾーンに向けて照射した後、前記治療ゾーンを制御する、特に血管の血流が止まったことを確認するよう、制御するステップをさらに備える、請求項34に記載の方法。
- 超音波療法装置であって、
対象者の副甲状腺を検出するセンサと、
高密度焦点式超音波(HIFU)パルスジェネレータとを備え、
前記高密度焦点式超音波(HIFU)パルスジェネレータは、副甲状腺の少なくとも一部を含む治療ゾーンに位置付けられる焦点域を与えるよう動作可能である、超音波療法治療装置。 - 前記治療ゾーンは、副甲状腺の栄養血管を含む、請求項37に記載の超音波療法治療装置。
- 前記装置は、殊に高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射する前および/または後に、前記治療ゾーンを制御するための手段、特に血管を特定し、および/または前記治療ゾーンの血管の血流を制御するための手段、たとえばドップラー超音波検査法用の装置を備える、請求項37に記載の超音波療法治療装置。
- 前記焦点域は、35mmまでの深さのターゲットに到達可能であるよう治療ユニットからある距離にある、請求項37に記載の超音波療法治療装置。
- 前記焦点域は、24.5mmまでの深さのターゲットに到達可能であるよう前記治療ユニットからある距離にある、請求項38に記載の超音波療法治療装置。
- 甲状腺および/または副甲状腺の疾患の治療を必要とする対象者にHIFUで疾患を治療するための方法であって、
(i) 超音波エネルギが照射されるべき治療ゾーンを特定するステップを備え、前記治療ゾーンは副甲状腺の少なくとも一部を含み、
(ii) 高密度焦点式超音波エネルギを前記治療ゾーンに向けて照射するステップを備え、
前記超音波エネルギは、ポーズtoffによって分けられる少なくとも2つの一連のパルスとして、前記治療ゾーンに向けて照射され、
前記ポーズは、焦点前部組織が正常温度に戻ることができるような態様で選択されて、皮膚熱傷を避ける、方法。 - ポーズは以下の式によって定められ:
ton=パルスの持続期間(秒)、
F:音響周波数(MHz)、
Acoustic power=HIFUパルスの間、トランスデューサによって送られる3MHz音響パワー(ワット)、
TissueDepth(組織深さ)=通過する組織の厚さであって、皮膚から治療する病変上の焦点までの厚さ(mm)、
FocustoRim:焦点から超音波軸上に投影されるトランスデューサの活性面の境界までの距離(mm)、
TxdArea:皮膚へのトランスデューサの投影の断面積(cm2)、
SkinTol:皮膚を通る許容される平均音響強度(WxMHz/cm2)である、請求項42に記載の方法。
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