JP2014226420A - 治療用超音波アダプタおよび超音波治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】診断用超音波プローブの外径寸法が大きくなることを防止し、トラカールや咽喉への挿入性や操作性を向上しつつ超音波振動子を冷却する。
【解決手段】体内に挿入可能な挿入部９の先端に診断用超音波振動子１１を備える診断用超音波プローブ８に着脱可能に取り付けられるハウジング３と、該ハウジング３に固定され、該ハウジング３が診断用超音波プローブ８に取り付けられた状態で、診断用超音波振動子１１の撮像範囲内に配置される焦点Ｐに向けて高密度に集束させた治療用超音波を照射する治療用超音波振動子４と、該治療用超音波振動子４に近接または接触して配置されるとともに、その少なくとも一部がハウジング３の外部に露出して配置された、ハウジング３よりも熱伝導率の高い材質からなる放熱部５とを備える治療用超音波アダプタ１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、治療用超音波アダプタおよび超音波治療装置に関するものである。

従来、診断用超音波プローブに着脱可能な治療用超音波アダプタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、特許文献１には、治療用超音波プローブの超音波振動子を覆うバルーン内に音響伝達媒体を兼ねる冷却水を循環させることにより、超音波振動子からの発熱を冷却する技術についての記載がある。

特開平７−２２７３９４号公報

しかしながら、診断用超音波プローブとは別体の治療用超音波アダプタにおいて、治療用超音波プローブのような冷却構造を採用するには、バルーン内への冷却水の給水管およびバルーン内からの排水管を診断用超音波プローブの外面に沿って這わせる必要がある。 このような構造を採用すると、診断用超音波プローブの外径全体が大きくなるという不都合がある。トラカールや咽喉への挿入性や操作性を考慮すると、診断用超音波プローブの外径寸法は可能な限り小さい方が好ましい。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、診断用超音波プローブの外径寸法が大きくなることを防止し、トラカールや咽喉への挿入性や操作性を向上しつつ超音波振動子を冷却することができる治療用超音波アダプタおよび超音波治療装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、体内に挿入可能な挿入部の先端に診断用超音波振動子を備える診断用超音波プローブに着脱可能に取り付けられるハウジングと、該ハウジングに固定され、該ハウジングが前記診断用超音波プローブに取り付けられた状態で、前記診断用超音波振動子の撮像範囲内に配置される焦点に向けて高密度に集束させた治療用超音波を照射する治療用超音波振動子と、該治療用超音波振動子に近接または接触して配置されるとともに、その少なくとも一部が前記ハウジングの外部に露出して配置された、前記ハウジングよりも熱伝導率の高い材質からなる放熱部とを備える治療用超音波アダプタを提供する。

本態様によれば、診断用超音波プローブの挿入部の先端に、ハウジングを取り付けると、ハウジングに固定された治療用超音波振動子の焦点が、挿入部の先端に設けられた診断用超音波振動子の撮像範囲内に配置される。したがって、診断用超音波振動子により撮影された画像を見ながら治療用超音波振動子による超音波治療を行うことができる。

この場合において、治療用超音波振動子の作動時には、治療用超音波振動子はその超音波振動によって発熱するが、発生した熱は、ハウジングに流れるよりも、治療用超音波振動子に近接または接触して配置された放熱部に流れ、ハウジングの外部に露出している放熱部の表面から外部に放出される。すなわち、治療用超音波振動子の発熱を冷却液によることなく冷却することができ、冷却用の給水管および排水管を診断用超音波プローブの外面に沿って這わせる必要がなく、トラカールや咽喉への挿入性や操作性を向上することができる。

上記態様においては、前記放熱部が、隣接する前記ハウジングの表面よりも凹んだ位置に配置されていてもよい。
このようにすることで、治療用超音波振動子において発生した熱がハウジングよりも放熱部に流れるために放熱部の温度が高くなるが、ハウジングの表面よりも凹んだ放熱部はハウジングによって外部の生体組織に接触することが妨げられるので、生体組織を放熱部の熱から保護することができる。

また、上記態様においては、前記放熱部が、その外側に全周にわたって隣接する前記ハウジングの表面よりも凹んだ位置に配置されていてもよい。
このようにすることで、ハウジングの表面よりも凹んだ放熱部は、全周を取り囲むハウジングによって外部の生体組織に接触することが妨げられるので、生体組織を放熱部の熱からより確実に保護することができる。

また、上記態様においては、前記治療用超音波素子を被覆するように配置され、超音波伝播媒体が充填されるバルーンを備え、前記放熱部が、前記バルーンに隣接して、該バルーンの表面よりも凹んだ位置に配置されていてもよい。
このようにすることで、超音波伝播媒体をバルーンに供給してバルーンを膨張させると、バルーンの表面より放熱部が凹んだ位置に配置され、放熱部が外部の生体組織に接触することがバルーンによって妨げられる。これにより、生体組織を放熱部の熱から保護することができる。

また、上記態様においては、前記放熱部が、前記治療用超音波振動子と前記診断用超音波プローブの診断用超音波振動子との間に配置される位置に設けられていてもよい。
このようにすることで、治療用超音波振動子を被覆するバルーンと診断用超音波振動子を被覆するバルーンとによって挟まれる位置に放熱部が配置され、生体組織を放熱部の熱からより確実に保護することができる。

さらに、上記態様においては、前記放熱部が、前記ハウジングの先端面に配置されていてもよい。
このようにすることで、ハウジングの先端面に配置された放熱部が、体腔の奥側に向けられるため、放熱部都政体組織との接触をより確実に回避して、生体組織を放熱部の熱からより確実に保護することができる。

また、本発明の他の態様は、上記いずれかの治療用超音波アダプタと、該治療用超音波アダプタを先端に取り付ける前記診断用超音波プローブとを備える超音波治療装置を提供する。
本態様によれば、診断用超音波プローブの先端に治療用超音波アダプタを取り付けて、治療用超音波アダプタに設けられた治療用超音波振動子から超音波を発生させる際に、診断用超音波プローブの外径寸法が大きくなることを防止し、トラカールや咽喉への挿入性や操作性を向上しつつ治療用超音波振動子を冷却することができる。

本発明によれば、診断用超音波プローブの外径寸法が大きくなることを防止し、トラカールや咽喉への挿入性や操作性を向上しつつ超音波振動子を冷却することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る治療用超音波アダプタを示す縦断面図である。 図１の治療用超音波アダプタを診断用超音波プローブの先端に取り付けた超音波治療装置を示す部分的な縦断面図である。 図２の超音波治療装置を体腔内に挿入してバルーンを膨張させた状態を示す縦断面図である。 （ａ）〜（ｅ）図１の治療用超音波アダプタの先端部を示す斜視図である。 図１の治療用超音波アダプタの放熱部の変形例を示す縦断面図である。 図１の治療用超音波アダプタの放熱部の他の変形例を示す縦断面図である。 図１の治療用超音波アダプタの放熱部の他の変形例を示す縦断面図である。 図１の治療用超音波アダプタの放熱部の他の変形例を示す縦断面図である。 図１の治療用超音波アダプタの放熱部の他の変形例を示す縦断面図である。

本発明の一実施形態に係る治療用超音波アダプタ１および超音波治療装置２について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る治療用超音波アダプタ１は、図１および図２に示されるように、棒状のハウジング３と、該ハウジング３に固定された治療用超音波振動子４と、該治療用超音波振動子４を冷却する放熱部５とを備えている。超音波治療装置２は、図２に示されるように、診断用超音波プローブ８の挿入部９の先端に治療用超音波アダプタ１を取り付けて構成されている。

ハウジング３は、例えば、樹脂により構成されている。ハウジング３の先端は体内への挿入を容易にするために、滑らかな曲面を有する形状に形成されている。ハウジング３には、側面から径方向に穿孔された空洞部６が設けられ、該空洞部６の深さ方向の途中位置に、該空洞部６を閉塞するように、治療用超音波振動子４が固定されている。

また、ハウジング３には、その基端面から、空洞部６近傍まで軸方向に延びる嵌合孔７が設けられている。嵌合孔７は、後述する診断用超音波プローブ８（図２参照。）の挿入部９を嵌合可能な内径寸法を有している。また、嵌合孔７は、その先端部分において径方向一方向に開口する開口部１０を有している。

開口部１０は、図２に示されるように、診断用超音波プローブ８の挿入部９を嵌合孔７に嵌合させた状態で、挿入部９の先端に設けられた診断用超音波振動子１１および後述する斜面１８を露出させることができる大きさを有している。
また、嵌合孔７の基端側には、嵌合された診断用超音波プローブ８の挿入部９を摩擦により取付状態に維持するためのＯリング１３が設けられている。

治療用超音波振動子４は、円弧板状に形成され、ハウジング３の側方に配置される焦点Ｐ（図２参照。）に向けて高密度に集束させた治療用超音波を照射するようになっている。治療用超音波振動子４を空洞部６の途中位置に配置し、後方（円弧の凸側）に空洞を設けることにより、治療用超音波振動子４から後方に向けて超音波が伝播することを防止し、超音波エネルギを効率的に焦点Ｐ方向に向かわせることができるようになっている。

放熱部５は、例えば、ハウジング３を構成している樹脂よりも熱伝導率の高い材質、例えば、金属、ガラスあるいはセラミックス等により構成されている。
放熱部５は、ハウジング３の先端に、ハウジング３の先端面に対して一段凹んだ位置に露出する露出面５ａを有するとともに、ハウジング３内に配置されている治療用超音波振動子４に近接する近接面５ｂを有している。

近接面５ｂは極めて薄いハウジング３を介して治療用超音波振動子４に近接して配置されており、放熱部５と治療用超音波振動子４との間のハウジング３の熱抵抗は小さく抑えられている。したがって、治療用超音波振動子４において発生した熱は、ハウジング３の熱抵抗の小さい部分を介して、ハウジング３よりも熱伝導率の高い放熱部５に流れ、放熱部５の露出面５ａから外部に放出されるようになっている。

本実施形態に係る治療用超音波アダプタ１を取り付ける診断用超音波プローブ８の挿入部９の先端の構造を図３に示す。診断用超音波プローブ８は、先端に診断用超音波振動子１１を備え、その基端側にバルーン２３（図３参照。）を取り付ける取付溝１７が設けられている。取付溝１７のさらに基端側には、長手軸に対して傾斜する斜面１８が設けられ、該斜面１８に、斜め前方を観察するための照明手段、対物レンズおよび挿入部９を長手方向に貫通してきたチャネルの開口（図示略）とが設けられている。

取付溝１８の先端側にはフランジ部２１を隔てて窪む凹部２２が設けられ、該凹部２２には図示しない注液口が設けられている。注液口は、挿入部９を長手方向に貫通してきた注液用のチャネル（図示略）の先端開口であり、純水等の超音波伝播媒体を吐出させることができるようになっている。

このように構成された本実施形態に係る治療用超音波アダプタ１および超音波治療装置２の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る治療用超音波アダプタ１を用いて患者の体内の治療を行うには、ハウジング３の嵌合孔７に診断用超音波プローブ８の挿入部９を先端から嵌合させていき、先端に設けられた診断用超音波振動子１１および斜面１８を開口部１０から露出させる。

これにより、診断用超音波プローブ８を作動させると、診断用超音波振動子１１から発せられる超音波を、開口部１０を介して治療用超音波アダプタ１の側方に射出させることができる。このとき、図２に示されるように、診断用超音波振動子１１からの超音波の照射範囲、すなわち、撮像範囲内に、治療用超音波振動子４の焦点Ｐが配置される。
また、斜面に設けられた照明手段から発せられる照明光および体内から対物レンズに戻る光も、開口部１０を介して出入射させることができる。

このように診断用超音波プローブ８の挿入部９の先端を治療用超音波アダプタ１のハウジング３の嵌合孔７に嵌合させると、嵌合孔７に配置されたＯリング１３が挿入部９との間で潰れて、挿入部９の外面に全周にわたって径方向に密着させられ、その摩擦によって治療用超音波アダプタ１が診断用超音波プローブ８の挿入部９の先端に取付状態に維持される。

そして、このようにして診断用超音波プローブ８の挿入部９の先端に治療用超音波アダプタ１を取り付けた状態で、図３に示されるように、診断用超音波プローブ８に設けられた取付溝１７にバルーン２３を取り付けて、体腔内に挿入し、注液用のチャネルから超音波伝播媒体Ｂをバルーン２３内に吐出させることにより、診断用超音波振動子１１および治療用超音波振動子４と体腔Ａ内壁との間にバルーン２３を膨張させる。

これにより、診断用超音波振動子１１から発せられる診断用の超音波および治療用超音波振動子４から発せられる治療用の超音波のいずれもが、バルーン２３内の超音波伝播媒体Ｂを介して体腔Ａ内壁に効率よく伝播される。したがって、診断用超音波により体腔Ａ内壁内部の断層像を取得して患部Ｘを特定し、該患部Ｘに治療用超音波振動子４の焦点Ｐを配置して治療用超音波を照射することにより、患部Ｘに対する超音波治療を行うことができる。

この場合において、治療用超音波振動子４が作動させられると、その振動により治療用超音波振動子４自体が発熱するが、本実施形態においては、治療用超音波振動子４において発生した熱は、周囲のハウジング３の熱抵抗の小さい部分を介して放熱部５の近接面５ｂに流れ、ハウジング３の先端に露出している露出面５ａからハウジング３の外部に放出される。これにより、治療用超音波振動子４を冷却することができる。

すなわち、本実施形態に係る治療用超音波アダプタ１および超音波治療装置２によれば、治療用超音波振動子４において発生した熱を、冷却水を供給する給水管および冷却後の冷却水を排出する排水管を診断用超音波プローブ８の挿入部９の外面に沿って這わせる必要がなく、挿入部９における外径寸法の増大を抑えることができる。その結果、トラカールや咽喉への挿入性および操作性を向上することができるという利点がある。

また、本実施形態に係る治療用超音波アダプタ１および超音波治療装置２によれば、放熱部５が、ハウジング３の先端面に露出する露出面５ａを有しているので、体腔Ａ内に挿入される場合には、治療用超音波振動子４の発熱を体腔Ａの長さ方向に奥側に向かって放出することができる。特に、体腔Ａ等は、生体組織が近接する狭い空間であるが、そのような狭い空間であっても、近接する他の臓器や生体組織に対して放熱することなく、熱容量の大きい体腔Ａ内の空間に効率よく放熱することができるという利点もある。

また、本実施形態に係る治療用超音波アダプタ１によれば、放熱部５がその周囲の全周にわたってハウジング３の先端面よりも若干凹んだ位置に配置されているので、放熱部５の生体組織への接触がハウジング３によって阻害される。その結果、放熱部５が高温となっている場合にも生体組織を保護することができる。

なお、放熱５部の形状は、図１〜３に限定されるものではなく、図４（ａ）〜（ｅ）に示されるように任意の形状を採用することができる。この場合に、少なくとも一部のハウジング３が、放熱面５ａよりも突出していれば、その限りにおいて、放熱部５の生体組織への直接接触の可能性を低減することができるので好ましい。

また、本実施形態においては、放熱部５が治療用超音波振動子４に接触することなく近接する近接面５ａを有することとしたが、接触していてもよい。例えば、図５に示されるように、放熱部５が治療用超音波振動子４を取り囲むように配置されていてもよい。治療用超音波振動子４の熱を広い範囲にわたって放熱部５に伝播させることができ、より効率的に冷却することができる。また、バルーン２３に接触するように放熱部５を設けてもよく、その場合にはバルーン２３内の超音波電波媒体Ｂへも放熱することができて、冷却効率を向上することができる。

また、放熱部５としては、電気的な絶縁性を有する第１の放熱部材５１を治療用超音波振動子４に接触する部分に配置し、他の部分は電気的な絶縁性を有しない第２の放熱部材５２を採用してもよい。例えば、セラミックスには熱伝導率が金属より高いものがあるが、高価であることが多く、また脆性が高いので、取り扱いに注意が必要である。そこで、図６および図７に示されるように、電気的な絶縁性を有するセラミックスからなる第２の放熱部材５２を治療用超音波振動子４に接触する位置に設け、該セラミックスにより電気的に絶縁された金属製の第１の放熱部材５１を第２の放熱部材５２に密着させて設けてもよい。

また、本実施形態においては、放熱部５の露出面５ａを周囲のハウジング３よりも一段凹んだ位置に配置したので、露出面５ａの外部の生体組織等への接触がハウジング３によって妨げられる。このため、例えば、図８に示されるように、露出面５ａに凹凸を設けて表面積を増大させることにしてもよい。このようにすることで、放熱面積が増大するので、放熱性能を向上することができる。

また、本実施形態においては、放熱部５をハウジング３の先端に設けることとしたが、これに代えて、図９に示されるように、治療用超音波振動子４と、診断用超音波振動子１１との間に位置する振動子４，１１側のハウジング３の表面に放熱部５を露出させるように設けてもよい。このようにすることで、この部分は共通のバルーン２３によって覆われるので、生体組織への接触をより確実に回避することができる。なお、診断用超音波振動子１１と治療用超音波振動子４の両方が個別のバルーンを使用する場合にも、バルーンの表面よりも低い位置に放熱部５を配置することができ、生体組織に放熱部５が接触することを回避することができる。

Ｐ 焦点
１ 治療用超音波アダプタ
２ 超音波治療装置
３ ハウジング
４ 治療用超音波振動子
５ 放熱部
８ 診断用超音波プローブ
９ 挿入部
１０ 開口部
１１ 診断用超音波振動子
２３ バルーン

Claims (7)

1. 体内に挿入可能な挿入部の先端に診断用超音波振動子を備える診断用超音波プローブに着脱可能に取り付けられるハウジングと、
   該ハウジングに固定され、該ハウジングが前記診断用超音波プローブに取り付けられた状態で、前記診断用超音波振動子の撮像範囲内に配置される焦点に向けて高密度に集束させた治療用超音波を照射する治療用超音波振動子と、
   該治療用超音波振動子に近接または接触して配置されるとともに、その少なくとも一部が前記ハウジングの外部に露出して配置された、前記ハウジングよりも熱伝導率の高い材質からなる放熱部とを備える治療用超音波アダプタ。
2. 前記放熱部が、隣接する前記ハウジングの表面よりも凹んだ位置に配置されている請求項１に記載の治療用超音波アダプタ。
3. 前記放熱部が、その外側に全周にわたって隣接する前記ハウジングの表面よりも凹んだ位置に配置されている請求項２に記載の治療用超音波アダプタ。
4. 前記治療用超音波素子を被覆するように配置され、超音波伝播媒体が充填されるバルーンを備え、
   前記放熱部が、前記バルーンに隣接して、該バルーンの表面よりも凹んだ位置に配置されている請求項１に記載の治療用超音波アダプタ。
5. 前記放熱部が、前記治療用超音波振動子と前記診断用超音波プローブの診断用超音波振動子との間に配置される位置に設けられている請求項４に記載の治療用超音波アダプタ。
6. 前記放熱部が、前記ハウジングの先端面に配置されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の治療用超音波アダプタ。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の治療用超音波アダプタと、
   該治療用超音波アダプタを先端に取り付ける前記診断用超音波プローブとを備える超音波治療装置。

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