JP2015204894A - 超音波治療装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置を大型化させることなく、表面温度の上昇を抑制しつつ治療対象臓器を治療する。
【解決手段】治療対象臓器Aの表面に音響伝播媒体6を介して対向させられて、治療対象臓器Aの深部に集束させる超音波を発生する超音波素子2と、該超音波素子2から治療対象臓器Aに照射する超音波を調節する制御部4とを備え、該制御部4が、超音波素子2から照射された超音波が通過する際に表面付近において発生し残留する熱を所定の閾値以下に抑えるように、表面の同一領域に入射させる超音波の強度を時間的に変化させる超音波治療装置1を提供する。
【選択図】図1
【解決手段】治療対象臓器Aの表面に音響伝播媒体6を介して対向させられて、治療対象臓器Aの深部に集束させる超音波を発生する超音波素子2と、該超音波素子2から治療対象臓器Aに照射する超音波を調節する制御部4とを備え、該制御部4が、超音波素子2から照射された超音波が通過する際に表面付近において発生し残留する熱を所定の閾値以下に抑えるように、表面の同一領域に入射させる超音波の強度を時間的に変化させる超音波治療装置1を提供する。
【選択図】図1
Description
本発明は、超音波治療装置に関するものである。
従来、体内の治療対象臓器の表面と、該表面に対向させた超音波素子との間に音響伝播媒体を満たして超音波素子から治療用超音波を照射する際に、音響伝播媒体を冷却することで表面温度の上昇を抑制しつつ治療対象臓器を治療する超音波治療装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、特許文献1の超音波治療装置では、音響伝播媒体の温度制御が必要であるため、冷却液を貫流させる機構や、冷却液の温度を制御する装置を設けることが必要となり、装置が大型化するという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、装置を大型化させることなく、表面温度の上昇を抑制しつつ治療対象臓器を治療することができる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、治療対象臓器の表面に音響伝播媒体を介して対向させられて、前記治療対象臓器の深部に集束させる超音波を発生する超音波素子と、該超音波素子から前記治療対象臓器に照射する超音波を調節する制御部とを備え、該制御部が、前記超音波素子から照射された超音波が通過する際に前記表面付近において発生し残留する熱を所定の閾値以下に抑えるように、前記表面の同一領域に入射させる超音波の強度を時間的に変化させる超音波治療装置を提供する。
本発明の一態様は、治療対象臓器の表面に音響伝播媒体を介して対向させられて、前記治療対象臓器の深部に集束させる超音波を発生する超音波素子と、該超音波素子から前記治療対象臓器に照射する超音波を調節する制御部とを備え、該制御部が、前記超音波素子から照射された超音波が通過する際に前記表面付近において発生し残留する熱を所定の閾値以下に抑えるように、前記表面の同一領域に入射させる超音波の強度を時間的に変化させる超音波治療装置を提供する。
本態様によれば、超音波素子を治療対象臓器の表面に音響伝播媒体を介して対向させた状態で、制御部が超音波素子を作動させて超音波を発生させ、治療対象臓器の深部に集束させることにより、治療対象臓器の深部に配置されている患部を発熱させて治療を行うことができる。この場合において、超音波素子から発せられた超音波は、音響伝播媒体を通過した後、治療対象臓器の表面に入射され、当該表面から焦点までの組織を通過するので、通過した組織においても熱を発生させる。
超音波が、焦点までの途中経路において集束していない状態で発生させる熱は、焦点において集束することにより発生させる熱と比較して十分に小さいが、焦点に配置される患部を熱によって治療し終えるまで同一領域に超音波が持続的に照射されると、焦点以外の部位に蓄積される熱も大きくなる。本態様によれば、制御部が表面の同一領域に入射させる超音波の強度を時間的に変化させるので、持続的に照射する場合と比較して、治療対象臓器の表面付近に残留する熱を所定の閾値以下に抑えることができる。したがって、従来のように冷却液を貫流させる等の大がかりな装置を用いることなく、表面温度の上昇を抑制しつつ治療対象臓器を治療することができる。
上記態様においては、前記制御部が、前記治療対象臓器の表面の同一領域に対して、超音波を照射する第1の状態と、該第1の状態におけるより超音波の強度を低下させて、前記第1の状態における照射により上昇した前記表面の温度を低下させる第2の状態とを交互に実行してもよい。
このようにすることで、第1の状態において、超音波素子から発せられた超音波が治療対象臓器の表面の一領域から入射されて、治療対象臓器の深部に存在している患部において集束することにより、焦点位置に集束された超音波が患部を発熱させることによって治療される。
このようにすることで、第1の状態において、超音波素子から発せられた超音波が治療対象臓器の表面の一領域から入射されて、治療対象臓器の深部に存在している患部において集束することにより、焦点位置に集束された超音波が患部を発熱させることによって治療される。
この場合に、焦点に至るまでの途中経路においても発熱が生ずる。そして、第2の状態において、同じ領域に入射させる超音波の強度を低下させることにより、当該領域の表面から焦点までの部位における発熱を抑えることができる。一方、焦点位置近傍における発熱も第2の状態において抑えられるが、超音波照射時における焦点位置における発熱は他の部位における発熱よりも十分に大きいため、残留熱が大きく、次の第1の状態において第2の状態前の発熱状態が容易に回復され、持続的に患部を治療することができる。
また、上記態様においては、前記制御部が、照射する超音波の強度を変化させるように前記超音波素子を制御してもよい。
このようにすることで、容易に第1の状態と第2の状態とを発生させ、焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、超音波が入射される表面から焦点までの部位における発熱の抑制を図ることができる。
このようにすることで、容易に第1の状態と第2の状態とを発生させ、焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、超音波が入射される表面から焦点までの部位における発熱の抑制を図ることができる。
また、上記態様においては、前記制御部が、前記第2の状態において前記超音波素子からの超音波の照射を停止してもよい。
このようにすることで、超音波の照射停止により第2の状態において最も効率的に発熱を抑制することができる。
このようにすることで、超音波の照射停止により第2の状態において最も効率的に発熱を抑制することができる。
また、上記態様においては、前記超音波素子から照射される超音波の前記治療対象臓器の表面における入射領域を移動させる移動手段を備え、前記制御部が前記移動手段を制御してもよい。
このようにすることで、制御部により制御された移動手段によって超音波素子から照射される超音波の入射領域が移動させられることにより、各領域において見ると、超音波を照射する第1の状態と照射しない第2の状態とが異なる時刻に実施されることになり、焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
このようにすることで、制御部により制御された移動手段によって超音波素子から照射される超音波の入射領域が移動させられることにより、各領域において見ると、超音波を照射する第1の状態と照射しない第2の状態とが異なる時刻に実施されることになり、焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
また、上記態様においては、前記移動手段が、前記超音波素子を前記治療対象臓器の表面に沿って移動させてもよい。
このようにすることで、移動手段による超音波素子の移動によって、治療対象臓器に対して超音波が入射される表面上の領域が変更され、焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
このようにすることで、移動手段による超音波素子の移動によって、治療対象臓器に対して超音波が入射される表面上の領域が変更され、焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
また、上記態様においては、前記移動手段が、前記超音波素子から照射される超音波の焦点を移動させないように前記超音波素子を移動させてもよい。
このようにすることで、移動手段により超音波の入射領域が移動させられても、焦点が移動しないことにより、各領域において見る第2の状態においても焦点位置近傍の患部における発熱が維持され、さらに効率的に焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
このようにすることで、移動手段により超音波の入射領域が移動させられても、焦点が移動しないことにより、各領域において見る第2の状態においても焦点位置近傍の患部における発熱が維持され、さらに効率的に焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
また、上記態様においては、前記超音波素子が、前記治療対象臓器の表面の異なる領域に超音波を入射可能に複数配置され、前記移動手段が、超音波を発生する前記超音波素子を切り替えてもよい。
このようにすることで、移動手段が超音波素子を切り替えることにより、超音波が入射される治療対象臓器の表面領域が切り替えられる。これにより、焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
このようにすることで、移動手段が超音波素子を切り替えることにより、超音波が入射される治療対象臓器の表面領域が切り替えられる。これにより、焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
また、上記態様においては、複数の前記超音波素子が、各超音波素子から照射される超音波の焦点を一致させるように配置されていてもよい。
このようにすることで、移動手段による超音波素子の切り替えにより、治療対象臓器の表面における超音波の入射領域が変更されても、超音波の集束位置が変化しないので、各領域において見る第2の状態においても焦点位置近傍の患部における発熱が維持され、さらに効率的に焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
このようにすることで、移動手段による超音波素子の切り替えにより、治療対象臓器の表面における超音波の入射領域が変更されても、超音波の集束位置が変化しないので、各領域において見る第2の状態においても焦点位置近傍の患部における発熱が維持され、さらに効率的に焦点位置近傍の患部の発熱による治療と、焦点位置までの部位の発熱の抑制による保護とを図ることができる。
また、上記態様においては、前記治療対象臓器の表面における超音波の入射領域の温度を計測するセンサを備え、前記制御部が、前記センサにより計測された温度に基づいて該超音波素子から前記治療対象臓器に照射する超音波を調節してもよい。
このようにすることで、センサにより計測された温度に基づいて、焦点における発熱と、表面から焦点までの間の部位における発熱の抑制とをさらに精度よく実施することができる。
このようにすることで、センサにより計測された温度に基づいて、焦点における発熱と、表面から焦点までの間の部位における発熱の抑制とをさらに精度よく実施することができる。
また、上記態様においては、前記センサが非接触で温度を計測する非接触センサであり、前記超音波素子と前記入射領域との距離を一定に保持する保持手段を備えていてもよい。
このようにすることで、保持手段の作動により超音波素子と入射領域との距離が一定に保持され、非接触センサによる温度計測を精度よく行うことができる。
このようにすることで、保持手段の作動により超音波素子と入射領域との距離が一定に保持され、非接触センサによる温度計測を精度よく行うことができる。
また、上記態様においては、前記センサの測定スポット領域の直径をx[mm]、温度閾値到達までの照射時間をt[s]としたとき、前記移動手段が前記超音波素子を、x/t[mm/s]より大きい速度で移動させてもよい。
このようにすることで、各部を温度閾値に到達させることなく超音波を照射し続けることができる。
このようにすることで、各部を温度閾値に到達させることなく超音波を照射し続けることができる。
本発明によれば、装置を大型化させることなく、表面温度の上昇を抑制しつつ治療対象臓器を治療することができるという効果を奏する。
本発明の第1の実施形態に係る超音波治療装置1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置1は、図1に示されるように、超音波を発生する超音波素子2と、該超音波素子2を駆動する駆動回路3と、該駆動回路3を制御する制御部4と、超音波照射条件を記憶する記憶部5とを備えている。また、超音波素子2と、治療対象臓器Aの表面との間には、音響伝播媒体6を封入したバルーン7が配置され、超音波素子2と治療対象臓器Aの表面との間の空間を埋めている。
本実施形態に係る超音波治療装置1は、図1に示されるように、超音波を発生する超音波素子2と、該超音波素子2を駆動する駆動回路3と、該駆動回路3を制御する制御部4と、超音波照射条件を記憶する記憶部5とを備えている。また、超音波素子2と、治療対象臓器Aの表面との間には、音響伝播媒体6を封入したバルーン7が配置され、超音波素子2と治療対象臓器Aの表面との間の空間を埋めている。
超音波素子2は、HIFU(High Intensity Focused Ultrasound)素子であり、凹面状の超音波振動子を有し、凹面の焦点F位置に集束する超音波を発生させるようになっている。駆動回路3は超音波素子2に接続されるケーブルの長さが長くなることによる電気的な損失を抑える目的で超音波素子2近傍にインピーダンス整合部8を備えている。
制御部4は、図2に示されるように、超音波素子2を駆動して超音波を照射する第1の状態と、超音波素子2の駆動を停止して超音波を照射しない第2の状態とを交互に繰り返すように超音波素子2の駆動回路3に駆動指令信号を出力するようになっている。制御部4は、例えばコンピュータにより構成されている。
制御部4により、第1の状態において超音波素子2から照射される超音波の強度および、第1の状態および第2の状態の持続時間は、超音波照射条件として記憶部5に記憶されている。第1の状態における超音波の強度および照射の持続時間は、治療対象臓器Aの表面の温度が熱変性を起こさない上限温度に達する程度の強度および時間に設定されている。第2の状態の持続時間は、入射面の温度が所定の値以下に低下するまでの時間に設定されている。
本実施形態においては、第1の状態における超音波の強度および照射時間、および第2の状態における超音波の停止時間は一定であるとしている。
本実施形態においては、第1の状態における超音波の強度および照射時間、および第2の状態における超音波の停止時間は一定であるとしている。
このように構成された本実施形態に係る超音波治療装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置1を用いて治療対象臓器Aの深部に位置する患部を治療するには、治療対象臓器Aの表面との間に音響伝播媒体6を封入したバルーン7を挟んで、超音波素子2を治療対象臓器Aの深部に配置されている患部に対向配置する。これにより、超音波素子2からの超音波の焦点Fが治療対象臓器A内部の患部に一致する。
本実施形態に係る超音波治療装置1を用いて治療対象臓器Aの深部に位置する患部を治療するには、治療対象臓器Aの表面との間に音響伝播媒体6を封入したバルーン7を挟んで、超音波素子2を治療対象臓器Aの深部に配置されている患部に対向配置する。これにより、超音波素子2からの超音波の焦点Fが治療対象臓器A内部の患部に一致する。
この状態で、制御部4は記憶部5に記憶されている超音波照射条件に従って、駆動回路3に駆動指令信号を出力し、駆動回路3が超音波素子2を作動させて、図2に示すように超音波を照射する第1の状態と、超音波を停止する第2の状態とを交互に繰り返す。
第1の状態において超音波素子2から超音波が発せられると、超音波素子2から発せられた超音波は、該超音波素子2に密着しているバルーン7内の音響伝播媒体6内を伝播して治療対象臓器Aの表面から内部に入射され、患部に一致して配置されている焦点F位置において集束させられる。
第1の状態において超音波素子2から超音波が発せられると、超音波素子2から発せられた超音波は、該超音波素子2に密着しているバルーン7内の音響伝播媒体6内を伝播して治療対象臓器Aの表面から内部に入射され、患部に一致して配置されている焦点F位置において集束させられる。
これにより、図3(a)に示されるように、焦点F位置において発熱が生じ、温度が上昇する。このとき、治療対象臓器Aの表面近傍(入射面)においても、焦点F位置における発熱よりも十分に小さな発熱が生ずる。
次いで、図3(b)に示されるように、第2の状態において、超音波を停止することにより、治療対象臓器A内における発熱が停止されるとともに、残留熱は熱拡散によってそのピーク値が低下していく(矢印B,C)。特に、治療対象臓器Aの表面位置においては、接触しているバルーン7内の音響伝播媒体6内に放熱され、残留熱がほぼゼロとなるまで温度が低下する(矢印C)。
次いで、図3(b)に示されるように、第2の状態において、超音波を停止することにより、治療対象臓器A内における発熱が停止されるとともに、残留熱は熱拡散によってそのピーク値が低下していく(矢印B,C)。特に、治療対象臓器Aの表面位置においては、接触しているバルーン7内の音響伝播媒体6内に放熱され、残留熱がほぼゼロとなるまで温度が低下する(矢印C)。
この状態で、図3(c)に示されるように、再度第1の状態として、超音波素子2から超音波が発せられると、焦点F位置等において再度発熱が生じ、温度が増加する。
このとき、治療対象臓器Aの表面近傍においては、残留熱がほぼ存在していないので、発熱は1回目の第1の状態とほぼ同程度に抑えられる(矢印D)。これに対し、焦点F位置においては、新たな発熱を生ずると、温度のピーク値は1回目の第1の状態よりも上昇するとともに(矢印E)、多くの残留熱によって熱変性領域が深さ方向にも拡大していく(矢印G)。
このとき、治療対象臓器Aの表面近傍においては、残留熱がほぼ存在していないので、発熱は1回目の第1の状態とほぼ同程度に抑えられる(矢印D)。これに対し、焦点F位置においては、新たな発熱を生ずると、温度のピーク値は1回目の第1の状態よりも上昇するとともに(矢印E)、多くの残留熱によって熱変性領域が深さ方向にも拡大していく(矢印G)。
そして、これを繰り返すことにより、治療対象臓器Aの表面温度が増大することを抑えつつ、患部近傍の熱変性領域を増大させることができ、患部以外の部位を保護しつつ、患部を効率的に治療することができる。
このように、本実施形態に係る超音波治療装置1によれば、制御部4が、超音波素子2の作動と停止を交互に繰り返して、治療対象臓器Aの表面の同一領域に入射させる超音波の強度を時間的に変化させることにより、超音波素子2から照射された超音波が通過する際に治療対象臓器Aの表面付近において発生し残留する熱を所定の閾値以下に低減することができ、焦点Fが配置された患部の効果的な治療と、患部以外の部位の保護とを両立することができるという利点がある。
なお、本実施形態においては、第2の状態として超音波素子2の駆動を停止することとしたが、これに代えて、図4に示されるように、残留熱が低下していく程度の十分に低い強度で超音波を照射してもよい。また、第1の状態における超音波の強度および照射時間を変化させてもよいし、第2の状態における超音波の休止時間を変化させることにしてもよい。
また、本実施形態に係る超音波治療装置1においては、超音波素子2の作動と停止とを交互に繰り返すことにより、治療対象臓器Aの表面における発熱を抑えることとしたが、これに代えて、図5(a),(b)に示されるように、超音波素子2を移動させる移動機構(移動手段)9を備えていてもよい。
移動機構9としては、円弧状の溝10に沿って移動するスライダ11をリンク12によって駆動するものを挙げることができる。溝10の中心位置を超音波素子2の焦点F位置に一致させておくことにより、超音波素子2を焦点F位置を中心として揺動させることができる。
移動機構9としては、円弧状の溝10に沿って移動するスライダ11をリンク12によって駆動するものを挙げることができる。溝10の中心位置を超音波素子2の焦点F位置に一致させておくことにより、超音波素子2を焦点F位置を中心として揺動させることができる。
このようにすることで、超音波素子2から超音波を常時照射させつつ、移動機構9を作動させて超音波素子2を揺動させることにより、超音波が超音波素子2の焦点F位置に持続的に集束させられて患部の治療を行うことができるとともに、治療対象臓器Aの表面への超音波の入射領域が時々刻々変化させられるので、表面近傍の発熱は断続的となり、上記と同様にして過度の温度上昇を防止することができる。
また、移動手段として、超音波素子2を物理的に移動させる移動機構9を例示したが、これに代えて、図6(a),(b)に示されるように、同一の焦点F位置を有する複数の超音波素子2a,2bを配列しておき、制御部4が、作動させる超音波素子2a,2bを切り替えることにより、治療対象臓器Aの表面への超音波の入射領域を変化させる移動手段を構成してもよい。これにより、治療対象臓器Aの表面における過度の温度上昇を抑えつつ、焦点F位置に配置されている患部に持続的に超音波を照射して効果的に治療することができる。超音波素子2a,2bの数は3以上であってもよい。
次に、本発明の第2の実施形態に係る超音波治療装置20について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る超音波治療装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る超音波治療装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る超音波治療装置20は、治療すべき患部が1点ではなく比較的広い範囲にわたっている場合に用いられる装置であり、図7に示されるように、超音波素子2の焦点Fを移動させる移動機構21を備えている。
移動機構21は、例えば、モータ22によって駆動されるボールねじ23等の直動機構であり、超音波素子2を直線的に移動させるようになっている。符号24はモータ22によって駆動されボールねじ23に噛み合うナットであり、符号25は、制御部4からの指令信号に基づいてモータ22を駆動するモータ駆動部である。
移動機構21は、例えば、モータ22によって駆動されるボールねじ23等の直動機構であり、超音波素子2を直線的に移動させるようになっている。符号24はモータ22によって駆動されボールねじ23に噛み合うナットであり、符号25は、制御部4からの指令信号に基づいてモータ22を駆動するモータ駆動部である。
このように構成された本実施形態に係る超音波治療装置20を用いて、比較的広範囲にわたる患部を治療するには、超音波素子2の移動方向を治療対象臓器Aの表面に平行な方向に位置合わせし、超音波素子2を連続的に作動させて超音波を照射しながら、超音波素子2を治療対象臓器Aの表面に沿う方向に往復移動させる。
これにより、図8(a)に示されるように、スタート位置において超音波素子2を作動させて焦点F位置に超音波を集束させた時点では、焦点F位置および表面近傍において発熱が生ずるが、図8(b)に示されるように、移動機構21を作動させて超音波素子2を移動させることにより、超音波の入射領域および焦点F位置が移動し、発熱領域が移動する。
超音波素子2の焦点位置において大きな発熱が生じるので、焦点F位置が移動してもその移動経路に熱が残留するが、表面における発熱は低いので、超音波の入射領域が時間的に変化すると、残留熱はすぐに拡散してほぼゼロになる。
そして、図8(c)〜(d)に示されるように、超音波素子2の焦点Fが通過した領域は、広い範囲にわたって高い温度状態の領域が増加していく。図中、ハッチングの間隔が細かいほど温度の高い領域であることを示している。
そして、図8(c)〜(d)に示されるように、超音波素子2の焦点Fが通過した領域は、広い範囲にわたって高い温度状態の領域が増加していく。図中、ハッチングの間隔が細かいほど温度の高い領域であることを示している。
図8(e)に示されるように、焦点F位置がスタート位置に戻ったときには、熱が残留している状態からのさらなる発熱によって、焦点F位置近傍の温度は図8(a)の状態より上昇する一方、表面の過度な温度上昇は抑制される。これにより、表面近傍を保護しながら、焦点F位置近傍に配置されている患部を広い範囲にわたって治療することができる。
なお、本実施形態においては、直動機構としてボールねじ23を例示したが、これに代えて、ラックアンドピニオン機構やリニアモータを採用してもよい。
また、移動機構21として、直動機構を例示したが、これに代えて、図9に示されるように、超音波素子2を所定の軸線、例えば、挿入部26の長手軸あるいは長手軸に交差する軸線回りに揺動あるいは回転させる回転機構(例えば、モータ)22を採用してもよい。
また、移動機構21として、直動機構を例示したが、これに代えて、図9に示されるように、超音波素子2を所定の軸線、例えば、挿入部26の長手軸あるいは長手軸に交差する軸線回りに揺動あるいは回転させる回転機構(例えば、モータ)22を採用してもよい。
超音波素子2を挿入部26の長手軸回りに回転させる場合には、図10に示されるように、超音波素子2を同一方向に回転させ続け、所望の角度範囲にわたって超音波素子2を作動させることにしてもよい。
また、移動機構21にはエンコーダ等の検出器(図示略)を設け、超音波素子2の位置や角度をフィードバック制御によって精度よく調節することにしてもよい。
また、超音波素子2や移動機構21を連続的に駆動することに代えて、断続的に駆動してもよい。
また、移動機構21にはエンコーダ等の検出器(図示略)を設け、超音波素子2の位置や角度をフィードバック制御によって精度よく調節することにしてもよい。
また、超音波素子2や移動機構21を連続的に駆動することに代えて、断続的に駆動してもよい。
超音波素子2を連続的に移動させる場合には、移動速度を増大させながら一定強度の超音波を照射し、あるいは、超音波の強度を下げながら一定速度で移動させることにより、広範囲にわたって均一な治療を行うことができる。
また、超音波素子2を断続的に移動させる場合には、第1の状態における超音波の照射時間を順次短縮しながら、あるいは、照射位置の間隔を広げながら、一定強度の超音波を照射し、あるいは、超音波の強度を下げながら一定間隔で移動させることにより、広範囲にわたって均一な治療を行うことができる。
また、超音波素子2を断続的に移動させる場合には、第1の状態における超音波の照射時間を順次短縮しながら、あるいは、照射位置の間隔を広げながら、一定強度の超音波を照射し、あるいは、超音波の強度を下げながら一定間隔で移動させることにより、広範囲にわたって均一な治療を行うことができる。
また、移動手段として、超音波素子2を移動させるものに代えて、図11に示されるように、焦点F位置の異なる複数の超音波素子2a,2bを配列しておき、作動させる超音波素子2a,2bを切り替えることによって、超音波の入射領域を移動させるものを採用してもよい。超音波素子2a,2bの数は3以上であってもよい。
また、図12に示されるように、超音波素子2からの超音波の治療対象臓器Aの表面における入射領域の温度を測定する温度センサ27を配置し、測定された温度に応じて超音波の強度、照射時間や停止時間を調節することにしてもよい。
これにより、治療対象臓器Aの表面近傍における過度な温度上昇をより確実に防止することができる。
これにより、治療対象臓器Aの表面近傍における過度な温度上昇をより確実に防止することができる。
また、温度センサ27としては、非接触センサが好ましいが、接触式のセンサでもよい。非接触センサを用いる場合には、音響伝播媒体6を封入したバルーン7として超音波素子2と治療対象臓器Aの表面との距離を一定に維持可能な比較的硬質のものを採用し、温度センサ27による測定位置を一定に保つことによって、測定精度を向上することが好ましい。
比較的硬質のバルーン7としては、伸縮性の低いフィルム製のもの、ステント等の骨格を有するバルーン7等を挙げることができる。
比較的硬質のバルーン7としては、伸縮性の低いフィルム製のもの、ステント等の骨格を有するバルーン7等を挙げることができる。
また、超音波素子2と治療対象臓器Aの表面との距離を変更可能とする場合には、温度センサ27を超音波素子2の中央に配置しておくことにより、距離の変化にかかわらず、超音波の入射領域の中央部の温度を測定することができる。これに代えて、温度センサ27を超音波素子2の側部に配置する場合には、温度センサ27は超音波の入射領域の中央部の温度を斜めから測定することになるため、距離が変化すると測定位置が変動する。
このような場合には、距離センサ(図示略)を配置するとともに、温度センサ27の角度を変更可能にして、距離センサにより測定された距離に基づいて温度センサ27の角度を調節することが好ましい。これにより、患部の深さが異なっても、音響伝播媒体6を封入したバルーン7の厚さを変更することで、超音波素子2の焦点位置を患部に一致させることができ、かつ、入射領域の同一位置の温度を測定して、超音波を精度よく制御することができる。
なお、温度測定位置は、必ずしも入射領域の中央ではなくてもよく、入射領域の端縁の温度を測定してもよい。
また、超音波素子2を移動させる場合、温度センサ27の測定スポット領域の直径をx[mm]、温度閾値到達までの照射時間をt[s]としたとき、素子の移動速度がx/t[mm/s]より大きいことが好ましい。これにより、各部を温度閾値に到達させることなく超音波を照射し続けることができる。
なお、温度測定位置は、必ずしも入射領域の中央ではなくてもよく、入射領域の端縁の温度を測定してもよい。
また、超音波素子2を移動させる場合、温度センサ27の測定スポット領域の直径をx[mm]、温度閾値到達までの照射時間をt[s]としたとき、素子の移動速度がx/t[mm/s]より大きいことが好ましい。これにより、各部を温度閾値に到達させることなく超音波を照射し続けることができる。
また、本実施形態においては、超音波照射条件を記憶部5に記憶しておくこととしたが、操作者が入力する入力部(図示略)を設け、超音波照射条件を入力、あるいは、選択させることにしてもよい。また、入力部によって治療部位や治療領域を設定することにしてもよい。
A 治療対象臓器
F 焦点
1,20 超音波治療装置
2,2a,2b 超音波素子
4 制御部
6 音響伝播媒体
7 バルーン(保持手段)
9,21 移動機構(移動手段)
27 温度センサ(センサ)
F 焦点
1,20 超音波治療装置
2,2a,2b 超音波素子
4 制御部
6 音響伝播媒体
7 バルーン(保持手段)
9,21 移動機構(移動手段)
27 温度センサ(センサ)
Claims (12)
- 治療対象臓器の表面に音響伝播媒体を介して対向させられて、前記治療対象臓器の深部に集束させる超音波を発生する超音波素子と、
該超音波素子から前記治療対象臓器に照射する超音波を調節する制御部とを備え、
該制御部が、前記超音波素子から照射された超音波が通過する際に前記表面付近において発生し残留する熱を所定の閾値以下に抑えるように、前記表面の同一領域に入射させる超音波の強度を時間的に変化させる超音波治療装置。 - 前記制御部が、前記治療対象臓器の表面の同一領域に対して、超音波を照射する第1の状態と、該第1の状態におけるより超音波の強度を低下させて、前記第1の状態における照射により上昇した前記表面の温度を低下させる第2の状態とを交互に実行する請求項1に記載の超音波治療装置。
- 前記制御部が、照射する超音波の強度を変化させるように前記超音波素子を制御する請求項1または請求項2に記載の超音波治療装置。
- 前記制御部が、前記第2の状態において前記超音波素子からの超音波の照射を停止する請求項2または請求項3に記載の超音波治療装置。
- 前記超音波素子から照射される超音波の前記治療対象臓器の表面における入射領域を移動させる移動手段を備え、
前記制御部が前記移動手段を制御する請求項1または請求項2に記載の超音波治療装置。 - 前記移動手段が、前記超音波素子を前記治療対象臓器の表面に沿って移動させる請求項5に記載の超音波治療装置。
- 前記移動手段が、前記超音波素子から照射される超音波の焦点を移動させないように前記超音波素子を移動させる請求項6に記載の超音波治療装置。
- 前記超音波素子が、前記治療対象臓器の表面の異なる領域に超音波を入射可能に複数配置され、
前記移動手段が、超音波を発生する前記超音波素子を切り替える請求項5に記載の超音波治療装置。 - 複数の前記超音波素子が、各超音波素子から照射される超音波の焦点を一致させるように配置されている請求項8に記載の超音波治療装置。
- 前記治療対象臓器の表面における超音波の入射領域の温度を計測するセンサを備え、
前記制御部が、前記センサにより計測された温度に基づいて該超音波素子から前記治療対象臓器に照射する超音波を調節する請求項1から請求項9のいずれかに記載の超音波治療装置。 - 前記センサが非接触で温度を計測する非接触センサであり、
前記超音波素子と前記入射領域との距離を一定に保持する保持手段を備える請求項10に記載の超音波治療装置。 - 前記センサの測定スポット領域の直径をx[mm]、温度閾値到達までの照射時間をt[s]としたとき、前記移動手段が前記超音波素子を、x/t[mm/s]より大きい速度で移動させる請求項5から請求項7、請求項10または請求項11のいずれかに記載の超音波治療装置。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110475518A (zh) * | 2017-03-30 | 2019-11-19 | 京瓷株式会社 | 超声波照射装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09192139A (ja) * | 1996-01-17 | 1997-07-29 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波プローブ |
JP2013505050A (ja) * | 2009-09-17 | 2013-02-14 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 遠位端において温度検出を行う医療用超音波装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0111386B1 (en) * | 1982-10-26 | 1987-11-19 | University Of Aberdeen | Ultrasound hyperthermia unit |
JPH0852150A (ja) * | 1994-08-11 | 1996-02-27 | Toshiba Corp | 超音波治療装置 |
JPH0884740A (ja) * | 1994-09-16 | 1996-04-02 | Toshiba Corp | 治療装置 |
CN1058905C (zh) * | 1998-01-25 | 2000-11-29 | 重庆海扶(Hifu)技术有限公司 | 高强度聚焦超声肿瘤扫描治疗系统 |
JP2000175933A (ja) * | 1998-12-15 | 2000-06-27 | Toshiba Corp | 超音波焼灼治療装置 |
JP2001269351A (ja) * | 2000-03-27 | 2001-10-02 | Toshiba Corp | 超音波治療装置 |
JP2002209905A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-07-30 | Hitachi Medical Corp | 超音波治療プローブ及び超音波治療装置 |
JP2008052150A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Nozomi Saruhashi | 表示体及び建造物 |
JP4978133B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2012-07-18 | 凸版印刷株式会社 | 有機el素子の製造方法 |
CN101754784B (zh) * | 2007-06-25 | 2013-11-20 | 国际心脏公司 | 非侵入性系统和控制器 |
JP5497664B2 (ja) * | 2008-01-14 | 2014-05-21 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 温度制御部を持つ治療システム |
CN102149431B (zh) * | 2008-09-09 | 2014-06-25 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于沉积能量的治疗系统 |
CA2741723A1 (en) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | Barry Friemel | Method and apparatus for feedback control of hifu treatments |
EP2332614A1 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-15 | Theraclion SAS | Ultrasound treatment device |
US20130281877A1 (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-24 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc | Skin Temperature Control in Therapeutic Medical Ultrasound |
US20130296743A1 (en) * | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Ultrasound for Therapy Control or Monitoring |
-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09192139A (ja) * | 1996-01-17 | 1997-07-29 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波プローブ |
JP2013505050A (ja) * | 2009-09-17 | 2013-02-14 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 遠位端において温度検出を行う医療用超音波装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107261344A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-10-20 | 哈尔滨医科大学 | 一种用于声动力治疗的超声自适应聚焦方法 |
CN107261344B (zh) * | 2017-06-29 | 2019-10-08 | 哈尔滨医科大学 | 一种用于声动力治疗的超声自适应聚焦方法 |
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