JP4940233B2 - 生体の器官の画像形成および治療を行うヘッドおよび製造方法 - Google Patents
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Description
すでに、画像形成・治療ヘッドとして、治療の目標を位置決めして示すのに必要な治療手段と画像形成手段とを結合して単一のユニットにすることが可能なものは存在している。組織または器官の健康な部分が治療のためにダメージを受ける事態を避けるために、治療目標の位置決めを正しく行うことが重要である。そのためには、画像形成手段は、目標の部位に関して信頼性があり正確な描画を提供しなければならない。
また、本発明の別の特徴として、画像形成手段は、保持システムによって前記アダプタ内の所定位置に保持され、前記保持システムは前記アダプタ内に画像形成手段を押し込むものであること、とする。この構成では、保持システムは、画像形成手段をアダプタに押し付け、それによってアダプタは画像形成手段と本体の設置用ハウジングとの間でくさび留めされる。そうして、保持システムは、アダプタ内に画像形成手段をブロックすることを可能にし、それによって治療手段に対する画像形成手段のエミッタ/レシーバ面の正確な位置決めを実現する。加えて、保持システムによって生じるスラスト力は、アダプタにおける密封の質を向上させる。
そして、本発明はまた、これまでに述べた特徴のいずれかを有する焦点式画像形成/治療ヘッドに組み入れられる画像形成手段のためのアダプタを製造する方法であって、(a)発せられた波または放射線が通るエミッタ面を有する先端部を有した画像形成手段を得るステップと、(b)画像形成手段の前記先端部分をデジタル的にスキャンして前記先端部の寸法の幾何学的な表現と正確な見積り値とを得るステップと、(c)ステップ(b)において得られた結果に一致する形状および寸法を示す成形型を作るステップと、そして、(d)1以上のエラストメリック材料を成形型に注入して、画像形成手段の先端部に正確に位置づけられるアダプタを形成する成形製品を得るステップと、を有すること、を特徴とする方法を提供する。
先ず、図1、2、3を参照して、本発明の第1の実施の形態を構成する画像形成・治療ヘッドの構造および動作について詳細に説明する。同じ全体的構造は、図6、7、8の第3および第4の実施の形態においても用いられているが、図4、5の実施の形態には画像形成手段が組み込まれておらず、単なる治療手段である。
本実施の形態における画像形成手段2は、超音波画像形成探測機によって構成されている。そして、「探測機」という用語は、この詳細な説明の以下の部分においては、画像形成手段を指すのに用いられる。ただし、理解しておくべきこととして、こうした探測機は、画像形成手段として使用可能な唯一の装置ではない。X線探測機やIRM探測機を使用することも可能である。さらに、ここに挙げたものが全てでもない。どのような画像形成手段でも使用できる。
固定用領域は非常に複雑な形状を示す。固定用領域は先ず、本体1の自由端エッジ14の内部周縁の全てまたは一部にわたって延びている。本領域はまた、ウィンドウ12の全周に沿って(すなわち、ウィンドウ12の壁121、122のエッジにわたって)延びている。これは、図3でよりはっきり見て取れる。後で説明するように、HIFU振動子4は、ウィンドウ12を除き、エッジ14によって規定される領域の全体に広がる。これは図3で見て取れる。図1、2に見られるように、壁122のエッジは凹状にカーブした形に作られており、それによって、全体として凹形の構造をヘッドにもたらしている。エッジ14は円形であり、壁122のエッジは凹形である。ヘッドの凹形の側は、好ましい構成として、球状の形状である。そして、その曲率半径は、光線が図2に見られる焦点FPに向かって収束するように決定されている。図1ではさらに、壁122の凹形の形状は、その中心部でウィンドウ12が最小となる形で狭くなる、というものになっていることが見て取れる。この配置において、壁122のエッジはハウジング11に非常に近い。
残念ながら、治療手段が発する治療用超音波の集中点は通常、媒体の温度によっては、ほとんどまたは全く変化させることができない。治療手段(例えば、振動子4)が発する超音波は、常に球の中心に集中する。また、別のシステムでは、超音波の効果は温度によって変化する可能性があるため、温度を考慮に入れるのが賢明である。
・目標は振動子4の焦点に位置しており、探測機のエミッタ/レシーバ面から40mmのところにある;
・目標は皮膚の下に位置している(dp=15mm)。従って、波は厚み(dm=25mm)だけ伝達媒体を通過しなければならない;そして、
・伝達媒体は10°Cに冷やされた水であり、1449メートル/秒(m/s)の速度を有する。速度は、伝達媒体(一般的には水)の性質を元に予め確定された値の表から求めることができる。
図10に示すように、いくつかの方法で距離補正を考えることが可能である。例えば、図9の器具では、探測機から来る超音波画像はコンピュータPCの画面Dの上で再現される。画面にはまた、焦点の位置もマークで示される。第1の補正は、計算された距離の分、焦点マークの位置を変更するというものである。この例では、探測機は目標の位置を面212から41.2mmと示す。従って、元々の超音波画像の方へ1.2mmだけ、マークを焦点に近づけることが必要である。第2の補正は単に、治療ヘッドを動作中に軸に沿って移動させるだけである(この例では、1.2mmだけ後ろに動かす)。距離補正を適用する可能性は両方とも、図10においてe、e´によって表されている。第3の補正は、超音波検査装置のパラメータ(例えば、組織中の音の速度に関する内部値)を変更することである。
よって、ブッシングがアダプタに及ぼす作用により、アダプタには少なくとも局所的または部分的に、側面方向に膨張する形で変形が生じる。
Claims (10)
- 生体の器官または組織に関して画像形成および治療を行う、前立腺または甲状腺の腫瘍の治療に有用な画像形成・治療ヘッドであって、
超音波、X線、IRMのうちのいずれかを発して治療対象の器官または組織の画像表現を提供する画像形成手段(2)と、
前記器官または組織を局所的に治療する波または放射線を発する治療手段(4)と、
前記治療手段(4)を固定する固定用領域、及び、前記画像形成手段(2)を設置するための設置用ハウジング(11)とを有する設置用本体(1)と、
前記設置用ハウジング(11)に収容され、前記画像形成手段(2)を取り外し可能な形で内部に設置するアダプタ(3;3´)とを有し、
前記アダプタ(3;3´)は、前記画像形成手段(2)と前記設置用ハウジング(11)との間の密封を確実にする密封リングを有し、
前記画像形成手段(2)が前記密封リングを変形させながら当該密封リングに挿入され、前記治療手段(4)が前記挿入方向に沿って配設されていることにより、前記治療手段(4)に対する前記画像形成手段(2)の位置決めが確実に行われる
ことを特徴するヘッド。 - 前記画像形成手段(2)および/または前記治療手段(4)が発する波または放射線を伝達するための伝達媒体が中に入った伝達スペース(50)を有し、
前記設置用本体(1)には、前記設置用ハウジング(11)を前記伝達スペース(50)と連絡するウィンドウ(12)が形成されており、
前記画像形成手段(2)は先端部(21)とベース部(23)とを有し、前記先端部(21)には、波または放射線を発するエミッタ面(212)が組み入れられており、
前記エミッタ面は前記アダプタ(3;3´)内に、前記ウィンドウ(12)を通して前記伝達スペース(50)の中に波または放射線を発するように収容されている
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッド。 - 前記アダプタ(3´)は、前記画像形成手段(2)のエミッタ面(212)の前に配置されて少なくとも部分的にウィンドウ(12)を閉じる正面壁(32)を有し、
前記正面壁(32)は、レンズおよび伝達スペースを通して発せられる波または放射線の焦点(FP)を遠ざけるための発散レンズを形成している
ことを特徴とする請求項2に記載のヘッド。 - 圧縮ブッシングを更に有し、前記圧縮ブッシングは、前記アダプタ(3;3´)を前記設置用ハウジング(11)の中で少なくとも部分的に変形させることで、前記画像形成手段(2)に対して漏れの生じない形で押しつける
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のヘッド。 - 前記アダプタ(3;3´)は、実質的に変形することがなく寸法が安定している下側部分と、変形可能な上側部分とを有し、
前記下側部分は前記画像形成手段(2)の正確な位置決めを確実にし、
前記上側部分は前記画像形成手段(2)と前記設置用ハウジング(11)との間の密封を確実にし、
前記下側部分と前記上側部分とは、効果的な構成として、異なる素材で作られている
ことを特徴とする請求項4に記載のヘッド。 - 前記画像形成手段(2)は、保持システム(6)によって前記アダプタ(3;3´)内の所定位置に保持され、
前記保持システム(6)は前記アダプタ(3;3´)内に前記画像形成手段(2)を押し込むものである
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のヘッド。 - 前記画像形成手段(2)は、線形配列(210)を有した超音波探測機で成る
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のヘッド。 - 前記設置用本体(1)には細長いウィンドウ(12)が形成されており、
前記線形配列(210)は前記細長いウィンドウ(12)を通して発するように配置され、
前記治療手段(4)は前記細長いウィンドウ(12)の両側に配置されている
ことを特徴とする請求項5に記載のヘッド。 - 前記治療手段(4)はHIFU型の焦点式圧電振動子である
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のヘッド。 - 請求項1乃至9のいずれかに記載の焦点式画像形成/治療ヘッドに組み入れられる画像形成手段(2)のためのアダプタ(3;3´)の製造方法であって、
(a)発せられた波または放射線が通るエミッタ面を有する先端部を有した画像形成手段を得るステップと、
(b)画像形成手段の前記先端部分をデジタル的にスキャンして前記先端部の寸法の幾何学的な表現と正確な見積り値とを得るステップと、
(c)ステップ(b)において得られた結果に一致する形状および寸法を示す成形型を作るステップと、そして、
(d)1以上のエラストメリック材料を成形型に注入して、画像形成手段の先端部に正確に位置づけられるアダプタを形成する成形製品を得るステップと、を有する
ことを特徴とする製造方法。
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