JP2016101508A - 治療および画像処理超音波変換器用のマイクロマニピュレータ制御アーム - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、2010年8月26日に出願した、「MICROMANIPULATOR CONTROL ARM FOR THERAPEUTIC AND IMAGING ULTRASOUND TRANSDUCERS」という名称の米国特許出願第12/868,768号の優先権を主張するものであり、2009年8月26日に出願した、「MICROMANIPULATOR CONTROL ARM FOR THERAPEUTIC AND IMAGING ULTRASOUND TRANSDUCERS」という名称の米国仮特許出願第61/237,017号の35U.S.C.119の下での利益を主張するものである。これらの出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
参照による組み込み
崩壊させ、次の周期は、同じプロセスを反復する。気泡の最大サイズは、約数十乃至数百ミクロンに達する。これらのミクロンサイズの気泡は、組織表面と相互作用して組織を機械的に破壊する。
、マイクロマニピュレータシステムは、マイクロマニピュレータシステムを4自由度まで動かすように構成される少なくとも4つのステッパモータを含む。一実施形態では、少なくとも4つのステッパモータの1つは、画像処理システムをローリング軸に沿って回転させるように構成される。別の実施形態では、少なくとも4つのステッパモータの1つは、超音波治療システムをピッチング軸に沿って回転させるように構成される。さらに別の実施形態では、少なくとも4つのステッパモータの1つは、超音波治療システムをヨーイング軸に沿って回転させるように構成される。追加の実施形態では、少なくとも4つのステッパモータの1つは、超音波治療システムを前/後軸に沿って前進させるように構成される。
.8cm乃至4cm(例えば1cmなど)離れた焦点を有するように構成することができる。したがって、前立腺治療の図3Bを参照すれば、超音波治療システムは、超音波治療システム302の焦点322を画像処理システム308の撮像視野内および治療すべき前立腺内に配置するように配置することができる。図3A乃至図3Bでは、マイクロマニピュレータシステムは、画像処理システムを患者の直腸内に配置し、画像処理システムが直腸内にある間に超音波治療システムを会陰部と音響的に接触させて配置するように適合および構成される。
超音波治療は、組織破砕術治療を含む。組織破砕術は、計画された治療体積内で行うことができる。治療は、画像処理システムからの画像を表示することもできる制御システム表示装置上で追跡することができる。いくつかの実施形態では、超音波治療変換器の焦点は、マイクロマニピュレータシステムにより(例えば、前立腺の)手術治療体積にわたって自動的に動かし、画像処理システムからの実時間画像処理の下で治療体積を除去することができる。いくつかの実施形態では、超音波治療システムは、治療体積を除去し、またはそれを機械的に破壊するように構成される。超音波治療システムは、例えば、BPHまたは前立腺癌などを治療するのに、前立腺の組織を除去し、またはそれを機械的に破壊するように構成することができる。
テム104などの制御システムにより自動的に制御され、本明細書に述べる超音波治療システムおよび画像処理システムを自動的に配置および制御することができる。
[形態1]
画像処理治療システムにおいて、
マイクロマニピュレータシステムと、
前記マイクロマニピュレータシステムにより支持される超音波治療システムと、
前記マイクロマニピュレータシステムにより前記超音波治療システムから離間して支持される画像処理システムとを含み、
前記マイクロマニピュレータシステムは、前記画像処理システムの撮像視野内に前記超音波治療システムの焦点を維持するように適合および構成された、画像処理治療システム。
[形態2]
形態1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記マイクロマニピュレータは、前記画像処理システムをヒトの男性患者の直腸内に配置し、前記画像処理システムが前記直腸内にある間に前記超音波治療システムを前記患者の会陰部と音響的に接触させて配置するように適合および構成された、画像処理治療システム。
[形態3]
形態2に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記超音波治療システムの前記焦点は、前記画像処理システムから約0.8cm乃至4cmにある、画像処理治療システム。
[形態4]
形態1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記超音波治療システムは、組織破砕術システムを含む、画像処理治療システム。
[形態5]
形態1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記超音波治療システムは、組織内で空洞現象微細気泡を生成するように構成された超音波治療変換器を含む、画像処理治療システム。
[形態6]
形態1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記超音波治療システムは、約8乃至40MPaのピーク負圧および10MPaを上回るピーク正圧のパルス強度、50周期よりも短いパルス長さ、5%未満の使用率、および5KHz未満のパルス反復周波数を有する、約50KHzから5MHzの間の周波数で動作する音響パルスを供給するように構成される超音波治療変換器を含む、画像処理治療システム。
[形態7]
形態1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記画像処理システムは、経直腸プローブを含む、画像処理治療システム。
[形態8]
形態1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記マイクロマニピュレータシステムは、ロボットアームを含む、画像処理治療システム。
[形態9]
形態8に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記ロボットアームは、6自由度まで動かすことができる、画像処理治療システム。
[形態10]
形態1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記マイクロマニピュレータシステムは、前記マイクロマニピュレータシステムを4自由度まで動かすように構成された少なくとも4つのステッパモータを含む、画像処理治療システム。
[形態11]
形態10に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記少なくとも4つのステッパモータの1つは、前記画像処理システムをローリング軸に沿って回転させるように構成された、画像処理治療システム。
[形態12]
形態10に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記少なくとも4つのステッパモータの1つは、前記超音波治療システムをピッチング軸に沿って回転させるように構成された、画像処理治療システム。
[形態13]
形態10に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記少なくとも4つのステッパモータの1つは、前記超音波治療システムをヨーイング軸に沿って回転させるように構成された、画像処理治療システム。
[形態14]
形態10に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記少なくとも4つのステッパモータの1つは、前記超音波治療システムを前/後軸に沿って前進させるように構成された、画像処理治療システム。
[形態15]
形態1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記マイクロマニピュレータシステムを自動的に制御し、前記画像処理システムの前記撮像視野内に前記超音波治療システムの前記焦点を維持するように構成された制御システムをさらに含む、画像処理治療システム。
[形態16]
患者の前立腺内の組織を除去する方法において、
画像処理システムおよび超音波治療システムをマイクロマニピュレータシステム上で支持するステップと、
前記画像処理システムを前記患者の直腸に挿入するステップと、
前記画像処理システムにより前記前立腺の画像を生成するステップと、
前記超音波治療システムにより生成された気泡混濁を前記画像処理システムにより生成された前記前立腺の前記画像内に維持することにより、前記超音波治療システムから前記前立腺内に超音波エネルギを制御自在に印加するステップと
を含む、方法。
[形態17]
形態16に記載の方法において、
前記超音波治療システムを前記患者の会陰部と音響的に接触させて配置するステップをさらに含む、方法。
[形態18]
形態16に記載の方法において、
超音波エネルギを制御自在に印加する前記ステップは、前記超音波治療システムにより生成された前記気泡混濁を、前記画像処理システムの約0.8cm乃至4cm内に維持するステップをさらに含む、方法。
[形態19]
形態16に記載の方法において、
超音波エネルギを制御自在に印加する前記ステップは、組織破砕術治療を制御自在に施すステップを含む、方法。
[形態20]
形態16に記載の方法において、
超音波エネルギを制御自在に印加する前記ステップは、約8乃至40MPaのピーク負圧および10MPaを上回るピーク正圧のパルス強度、50周期よりも短いパルス長さ、5%未満の使用率、および5KHz未満のパルス反復周波数を有する、約50KHzから5MHzの間の周波数で動作する音響パルスを供給するステップを含む、方法。
[形態21]
形態16に記載の方法において、
超音波エネルギを制御自在に印加する前記ステップは、制御システムによって、前記超音波治療システムにより生成された前記気泡混濁を、前記画像処理システムにより生成される前記前立腺の前記画像内に自動的に維持するステップをさらに含む、方法。
[形態22]
形態16に記載の方法において、
前記前立腺内の組織を機械的に破壊するステップをさらに含む、方法。
[形態23]
形態22に記載の方法において、
BPHを治療するのに前記前立腺内の組織を機械的に破壊するステップをさらに含む、方法。
[形態24]
形態22に記載の方法において、
前立腺癌を治療するのに前記前立腺内の組織を機械的に破壊するステップを含む、方法。
[形態25]
形態22に記載の方法において、
前記前立腺の3D画像を形成するのに前記画像処理システムを回転させるステップをさらに含む、方法。
Claims (25)
- 画像処理治療システムにおいて、
マイクロマニピュレータシステムと、
前記マイクロマニピュレータシステムにより支持される超音波治療システムと、
前記マイクロマニピュレータシステムにより前記超音波治療システムから離間して支持される画像処理システムとを含み、
前記マイクロマニピュレータシステムは、前記画像処理システムの撮像視野内に前記超音波治療システムの焦点を維持するように適合および構成された、画像処理治療システム。 - 請求項1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記マイクロマニピュレータは、前記画像処理システムをヒトの男性患者の直腸内に配置し、前記画像処理システムが前記直腸内にある間に前記超音波治療システムを前記患者の会陰部と音響的に接触させて配置するように適合および構成された、画像処理治療システム。 - 請求項2に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記超音波治療システムの前記焦点は、前記画像処理システムから約0.8cm乃至4cmにある、画像処理治療システム。 - 請求項1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記超音波治療システムは、組織破砕術システムを含む、画像処理治療システム。 - 請求項1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記超音波治療システムは、組織内で空洞現象微細気泡を生成するように構成された超音波治療変換器を含む、画像処理治療システム。 - 請求項1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記超音波治療システムは、約8乃至40MPaのピーク負圧および10MPaを上回るピーク正圧のパルス強度、50周期よりも短いパルス長さ、5%未満の使用率、および5KHz未満のパルス反復周波数を有する、約50KHzから5MHzの間の周波数で動作する音響パルスを供給するように構成される超音波治療変換器を含む、画像処理治療システム。 - 請求項1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記画像処理システムは、経直腸プローブを含む、画像処理治療システム。 - 請求項1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記マイクロマニピュレータシステムは、ロボットアームを含む、画像処理治療システム。 - 請求項8に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記ロボットアームは、6自由度まで動かすことができる、画像処理治療システム。 - 請求項1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記マイクロマニピュレータシステムは、前記マイクロマニピュレータシステムを4自由度まで動かすように構成された少なくとも4つのステッパモータを含む、画像処理治療システム。 - 請求項10に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記少なくとも4つのステッパモータの1つは、前記画像処理システムをローリング軸に沿って回転させるように構成された、画像処理治療システム。 - 請求項10に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記少なくとも4つのステッパモータの1つは、前記超音波治療システムをピッチング軸に沿って回転させるように構成された、画像処理治療システム。 - 請求項10に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記少なくとも4つのステッパモータの1つは、前記超音波治療システムをヨーイング軸に沿って回転させるように構成された、画像処理治療システム。 - 請求項10に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記少なくとも4つのステッパモータの1つは、前記超音波治療システムを前/後軸に沿って前進させるように構成された、画像処理治療システム。 - 請求項1に記載の画像処理治療システムにおいて、
前記マイクロマニピュレータシステムを自動的に制御し、前記画像処理システムの前記撮像視野内に前記超音波治療システムの前記焦点を維持するように構成された制御システムをさらに含む、画像処理治療システム。 - 患者の前立腺内の組織を除去する方法において、
画像処理システムおよび超音波治療システムをマイクロマニピュレータシステム上で支持するステップと、
前記画像処理システムを前記患者の直腸に挿入するステップと、
前記画像処理システムにより前記前立腺の画像を生成するステップと、
前記超音波治療システムにより生成された気泡混濁を前記画像処理システムにより生成された前記前立腺の前記画像内に維持することにより、前記超音波治療システムから前記前立腺内に超音波エネルギを制御自在に印加するステップと
を含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記超音波治療システムを前記患者の会陰部と音響的に接触させて配置するステップをさらに含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
超音波エネルギを制御自在に印加する前記ステップは、前記超音波治療システムにより生成された前記気泡混濁を、前記画像処理システムの約0.8cm乃至4cm内に維持するステップをさらに含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
超音波エネルギを制御自在に印加する前記ステップは、組織破砕術治療を制御自在に施すステップを含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
超音波エネルギを制御自在に印加する前記ステップは、約8乃至40MPaのピーク負圧および10MPaを上回るピーク正圧のパルス強度、50周期よりも短いパルス長さ、5%未満の使用率、および5KHz未満のパルス反復周波数を有する、約50KHzから5MHzの間の周波数で動作する音響パルスを供給するステップを含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
超音波エネルギを制御自在に印加する前記ステップは、制御システムによって、前記超音波治療システムにより生成された前記気泡混濁を、前記画像処理システムにより生成される前記前立腺の前記画像内に自動的に維持するステップをさらに含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、
前記前立腺内の組織を機械的に破壊するステップをさらに含む、方法。 - 請求項22に記載の方法において、
BPHを治療するのに前記前立腺内の組織を機械的に破壊するステップをさらに含む、方法。 - 請求項22に記載の方法において、
前立腺癌を治療するのに前記前立腺内の組織を機械的に破壊するステップを含む、方法。 - 請求項22に記載の方法において、
前記前立腺の3D画像を形成するのに前記画像処理システムを回転させるステップをさらに含む、方法。
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