JP6277495B2 - 野外にて脳卒中犠牲者の治療を開始し監視するための可搬式デバイス - Google Patents

Description

本発明は、国立衛生研究所によって授与されているＨＬ０９１０４３の下に政府支援を受けてなされた。政府は本発明に一定の権利を有する。

本発明は、脳卒中若しくは脳卒中様事象の犠牲者を治療することに、厳密には、「野外にて」及び／又はケア施設への輸送中に、超音波を無傷の頭骨を通して非侵襲的に印可することによって、また更には静脈内投与されるマイクロバブルと組み合わせて印可することによって、治療を開始し犠牲者を監視するための可搬式デバイスを提供することに関する。

脳卒中又は脳血管性偶発症状（ＣＶＡ）とは、脳の血液供給における乱れに因る、例えば血栓症や動脈塞栓症の様な詰まり或いは出血によって引き起こされる血流の不足（虚血と呼称される）に因る、急激な脳機能の喪失をいう。脳卒中は、世界的には心疾患（世界普通死亡原因第１位）と腫瘍疾患（世界普通死亡原因第３位）の間の第２位死亡原因であり、米国内では第３位死亡原因である。急性虚血性脳卒中の大多数（８０％）は血栓塞栓症によって引き起こされており、例えば心疾患及び腫瘍関連疾患に比べ、虚血性脳卒中での脳卒中事象の初期段階における急性細胞死の量は著しく大きい。つまり、脳神経細胞（ニューロン）は酸素供給に非常に影響を受けやすく、酸素供給は例えば突発的な動脈血管の閉塞が原因で途絶えることがある。そうなると、ニューロンは、酸素欠乏の最初の６０秒内にアポトーシスに入る。アポトーシスとは、プログラムされた細胞死と定義されており、再疎通ひいては酸素供給の提供が起こらないなら、この非常に早い時点にあってさえニューロンは不可逆的に死に始めることを意味する。

図１は、矢印１０によって指し示される正常な血管の１つの例と、矢印２０によって指し示される閉塞した血管の例と、矢印３０によって指し示される閉塞後例えば２５分に再疎通した血管の例、を示している。図１は、更に、超音波治療の適用前に観察される血液凝塊４０の例、並びに超音波印可後に観察される血液凝塊４０の例を示している。

急性虚血性脳卒中の事例では、毎分平均１，９００，０００のニューロンが頭蓋内動脈血管閉塞に因って死滅することが示されている。この様なわけで、病変をきたした脳動脈を再疎通させる療法オプションが可能な限り早く適用されるべきであるというのが世界共通の理解である。専門化された脳卒中センター／ユニットの設置又は遠隔医療（telemedicine）の概念の様な、脳卒中ケアにおける最近の進歩は、選ばれた地域での脳卒中ケアを改善してきた。とはいえ、これらの活動全ては、主に先進国の著名な学術センターによって先導されているか又は調整が図られているかのどちらかであり、これらの改善が脳卒中ケアに及ぼす全体としての影響は微々たるものである。

世界的な脳卒中件数増加の原因は３大要因に因ることに注目されたい。第１に、本疾病及びその症状に対する一般的知識が不足していることである。第２に、全ての従来式療法的介入は患者の入院を要することである。第３に、全ての年齢層の人々の間で、地球上の脳卒中に因る死亡の大凡８５％以上は世界総人口の大凡８５％が居住する低所得か中所得のどちらかの国々に起こっていることである。図２は、中所得者での脳卒中に起因する死亡は２０００年代初頭には大凡３百万人であったものが線２１０によって指し示されている様に増加してきており、低所得者についてはほぼ２百万人であったものが線２２０によって指し示されている様に同じく増加中であることを示している。対照的に、線２３０によって指し示されている様に、高所得者の間での脳卒中に起因する死亡は、２０００年代初頭及び２０３０年までの予想を通して百万人未満のままである。

現在、急性脳卒中患者の治療を「野外にて」例えば救急の現場で及び／又は病院の様なケア施設への輸送中に始めることを可能にしている既知の療法オプションは皆無である。脳卒中の大多数は、専門化された脳卒中センターから遠距離にあることも多い郊外又は田舎の地域で起こっているので、野外治療には決定的な重要性があるものと考えることができる。これらの事例では、救急通報例えば救急電話番号である９１１番通報と救急現場への到着及び専門化された脳卒中センターへの輸送の間の時間遅延が、往々にして、患者が生存するか、生涯に亘って障害に苦しめられるか、又は何らの欠損もなく完全に回復するかについての制限要因となることがある。

１つの最近開発された、超音波を使用して脳卒中を治療することを目的とするデバイスに、Ｃｅｒｅｖａｓｔ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．社によるＣＬＯＴＢＵＳＴ（商標）−ＥＲと呼ばれるデバイスがある。但し、ＣＬＯＴＢＵＳＴ（商標）−ＥＲ超音波脳卒中治療デバイスは、患者が病院へ入院した後の救急措置室での、現在ＦＤＡが認可している唯一の脳卒中用溶解薬物である組織プラスミノゲン活性化因子（ｔＰＡ）と組み合わせての脳卒中治療のために開発されたものである。従って、その様なデバイスがあるとはいっても、やはり脳卒中犠牲者にとって野外での治療は欠如したままである。

本発明の様々な実施形態は、「野外にて」及び／又はケア施設への患者輸送中に脳卒中治療を開始するための方法及びデバイスに向けられている。異なった年齢、性別、及び人種のヒト間での頭骨形態学の有意差のせいで重大であるとされる各一人一人の患者のための個体「療法ウインドー」へ自動的に適応する能力が提供されている。更に、方法及びデバイスは、療法適用並びにその制御の両方にとっての根本的なメカニズムとしてのマイクロバブルと安定キャビテーションの組合せ使用に基づいている。

本発明の例としての実施形態をより完全に理解するために、これより、次に続く説明を添付図面と関連付けながら参照してゆく。

正常な血管、閉塞した血管、再疎通した血管、及び超音波の血液凝塊に及ぼす効果の説明図である。 異なった社会経済群の間の脳卒中関連死の発生数を描いたグラフである。 脳卒中犠牲者の野外治療のための様々な実施形態により構成及び利用されるパワー及び制御モジュールの例としての実施形を示している。 図３のパワー及び制御モジュールの配線図である。 様々な実施形態の使用に際しての時間遅延の影響及び見込まれる組織損傷軽減化の説明図である。 様々な実施形態による、脳卒中犠牲者を野外にて治療するために遂行される例としてのプロセスを示している。

ここに開示されている様々な実施形態は、急性虚血性脳卒中に見舞われた患者を野外にて及び／又はケア施設への輸送中に治療するための方法及び装置に向けられている。１つの実施形態によれば、その様な治療は、超音波を非侵襲的に即ち無傷の頭骨／頭蓋を通して印可して様々な生物物理学的効果を誘発することによってもたらすことができる。別の実施形態によれば、その様な非侵襲的な超音波の印可は、静脈内的投与されるマイクロバブルと組み合わせて、無傷の頭骨／頭蓋を通して遂行され、様々な生物物理学的効果を誘発する。様々な実施形態の利用により誘発される前述の生物物理学的効果には、他にもあろうが中でも特に、限定するわけではないが次のもの、即ち、ａ）側副流及び間質流の改善、ｂ）病変をきたした血管供給区域の動脈流の復元、ｃ）随伴性浮腫の軽減、ｄ）シャペロンタンパク質の活性化、ｅ）潜在的前駆細胞刺激、及びｆ）血管を閉塞させている血液凝塊の実際の溶解、が含まれる。

超音波は、例えば２００ｋＨｚの送信周波数を使用してパルス方式で印可することができ、その周波数なら、印可される超音波ビームの頭骨による歪は無視できるほどである。超音波は、例えば患者の頭部の両側部から交番式に印可することができる。超音波をその様な方式で印可することは、治療面積を増加させるとともに、個々の音場の重層に因る同時潜在的副作用を回避させることができる。具体的には、２つの超音波プローブ／電極が、耳に近接して側頭骨の解剖学的区域に設置されることになる。２つの超音波プローブは、一部の特定の実施形態によれば、使い捨て式であって、超音波ビームを送信する能力並びに超音波マイクロバブル誘導キャビテーション事象によって生じる音響信号を受信する能力を有している。

１つの実施形態によれば、印可される超音波ビームのパルス幅は、十分なエネルギー沈積を提供するために高いパルス繰り返し数（例えば５ｋＨｚ）を可能にするよう短く（例えば１００μｓに）されていてもよい。音響出力パワーは、食品医薬品局（ＦＤＡ）推奨の７２０ｍＷ／ｃｍ²という限界より下の焦点最大強度を達成するべく幾分低く（例えば４Ｗに）されていてもよい。ビーム形成に関しては、チャープモードが利用されていてもよいが、他の実施形態は基本波モダリティ又は位相反転モダリティを利用していることもある。

別の実施形態によれば、また先に暗に示されている様に、超音波は、更に、音響活性剤（例えばマイクロバブル）と組み合わせて印可されてもよい。また、超音波は延長された時間の期間（例えば数時間）に亘って継続的に印可されてもよいことに留意されたい。先に説明されている実施形態と同様、上述の超音波プローブによって送信される超音波ビームのパルス幅は、例えば１−５０％のデューティサイクルと組み合わせて短く（例えば１０μｓ−１０００μｓに）されていてもよい。音響出力パワーは、ＦＤＡ推奨の７２０ｍＷ／ｃｍ²という限界より下の焦点最大強度を達成するように選定されている。

非侵襲的超音波の印可は、それ単独にせよ、静脈内投与されるマイクロバブルの様な音響活性剤との組合せにせよ、超音波振動子及と比較的小型で好ましくはポケットサイズの電源兼制御デバイス／モジュールとを用いて遂行することができる。電源兼制御デバイスは、可搬式及び／又はワイヤレス機能性を許容するようにバッテリ充電されるようになっていてもよい。更にまた、電源兼制御デバイスは、実質的に使い勝手の良いユーザーインターフェースを有し、更には頑丈で防水性のあるものとすることができる。例えば制御デバイスが利用されることになる（単数又は複数の）環境によって決定付けられるものとしての他の特徴及び／又は機能性が、制御デバイスの１つ又はそれ以上の設計へ組み入れられていてもよい。１つの実施形態によれば、電源兼制御デバイスには、オン／オフスイッチと２つ以下の制御ボタンと主制御ディスプレイが設けられている。その様な制御ボタンは、限定するわけではないが、次のもの、即ち、音響出力パワーの自動調節（「自動ＰＣＤ制御」）ボタンと、音響パワーの手動調節（「手動ＰＣＤ制御」）ボタンを含んでいてもよく、ここに、ＰＣＤとは、Ｐａｓｓｉｖｅ Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、即ち、受動的なキャビテーション検知、をいう。留意すべきこととして、一部の特定の実施形態によれば、音響パワーの手動調節は、複数の出力パワー範囲のうちの１つを選択することを伴っており、その様な選択は、必ずしも限定されるわけではないが次のもの、即ち、患者年齢群、例えば、ａ）＜２０歳、ｂ）２０−４０歳、ｂ）４１−６０歳、ｃ）６１−７５歳、ｄ）＞７６歳；性別、例えば、ａ）女性、ｂ）男性；及び人種、例えば、ａ）コーカサス、ｂ）ヒスパニック、ｃ）アジア、ｄ）アフリカ／アフリカ系アメリカン、のうちの１つ又はそれ以上に依存していよう。また、電源兼制御デバイスは、例えばキャビテーション制御及びパワー上限指示（例えば、黄色、緑色、及び赤色）をユーザーへ提示するために、発光ダイオード（ＬＥＤ）の様な１つ又はそれ以上の灯を含んでいてもよい。

心電図検査法（ＥＣＧ）パッドと同様、電源兼制御デバイスは、当該電源兼制御デバイスへ何らかの型式の有線接続を介して接続されていて使用後に廃棄することのできる使い捨て式超音波振動子を利用していてもよい。上述の超音波振動子は、患者の頭部の両側部の側頭骨区域へ設置することができる。超音波振動子は、以下に更に詳細に説明されている様に、例えばＥＣＧパッドで使用されている様なゲル状の一時的な糊を使用してその場に保持されるようになっていてもよい。超音波振動子と患者の皮膚の間に十分な伝導性を提供するために、超音波振動子が宛がわれる場所では頭髪が除去されてもよい。超音波振動子が位置付けられた後、オン／オフスイッチを使用して電源兼制御デバイスをパワーオンすることができる。以上に説明されている様に、制御デバイスでは、ユーザーへ或る種の指示を提示するために灯を使用することができる。制御デバイスは作動している、例えば音波（即ち超音波ビーム）を送信している、ということの視覚的確認をユーザーへ提供するのに、例えば黄色の制御灯が使用されていてもよい。留意すべきこととして、制御デバイスをオンにした後、デフォルト音響出力パワー値が設定されるようになっていてもよく、当該値はミリワット範囲（例えば２０ｍＷ）にあってもよい。

電源兼制御デバイスのパワーオンに続いて、ユーザーには、例えば主制御ディスプレイを介して、オプションが提供されるようになっていてもよい。第１のオプションは、ユーザーが自動ＰＣＤ制御ボタンを押すことを選んだ場合に有効にされ、電源兼制御デバイスは自動的に音響出力パワーを緑色の制御灯が点るまで増加させてゆく。この緑色の制御灯は、マイクロバブルの安定キャビテーションの発現の確証として使用することができる。安定キャビテーションは、以上に言及されている生物物理学的効果を誘発するための根本的なメカニズムとして推奨される。而して、緑色の制御灯の点灯は、意図される療法活動、即ち別の言い方をすると「療法ウインドー」を表している。赤色の制御灯は、例えば、この療法ウインドーを超過してしまったことを指し示すものであってもよい。その場合、音響出力パワーは赤色の制御灯がオフになり緑色の制御灯がオンになるまで自動的に減少されてゆくことになる。

第２のオプションは、ユーザーが手動ＰＣＤ制御ボタンを押すことを選んだ場合に有効にされ、電源兼制御デバイスはユーザーが音響出力パワーを手動で増加させられるようにする。前述の様に、手動音響出力パワーは、１つ又はそれ以上の要因、例えば患者の年齢、性別、及び／又は人種に依存して、選定／上方調節又は下方調節されればよい。手動制御中、ユーザーは、例えば音響出力パワーを増加させてゆき、緑色の制御灯をゲージとして利用し、緑色の制御灯に（先に論じられている様に）電源兼制御デバイスの作動が「適正」療法ウインドー内にあることを指し示させるようにすることができる。手動ＰＣＤ制御機能を使用していて音響出力パワーが超過した場合、電源兼制御デバイスは、シャットダウンするか又はデフォルト設定（即ち、前述の様に黄色の制御灯によって指し示されている設定）に切り換え戻すかのどちらかを行うことができる。

電源兼制御デバイスは、更に、超音波振動子を駆動することができ、すると、パワーが、例えばリチウムポリマー（ＬｉＰｏ）又は類似のバッテリ（電源及び制御デバイスの前述の機構及び／又は機能性へもパワー供給していることもある）によって供給される。パワー変換制御回路が所望の超音波周波数を出現させる。電源兼制御デバイスの別の回路を使用して、ユーザーによって提供されている患者に係る入力、例えば、性別、人種、及び年齢、を考慮して出力パワーレベルを制御させるようになっていてもよい。更に別の回路を使用して、出力周波数を、頭蓋内超音波定在波が起こるのを防ぐようなやり方で変調させるようになっていてもよい。また別の回路を使用して、超音波振動子が接続されている、機能できる、及び／又はエネルギー供給されている、かどうかを感知させるようになっていてもよい。

先に暗に示されている様に、電源及び制御デバイスは、比較的小型で、例えばポケットサイズ／手持ち式サイズであって、例えば救急応答車両内で／救急応答車両が必要とされるシナリオで経験される様な環境での過酷な使用に耐え得る１つ又はそれ以上の材料で作られていればよい。例えば、電源兼制御デバイスは、手持ち式デジタルマルチメーターのサイズ程度、例えば大凡２ｘ４ｘ８インチ（５．０８ｘ１０．１６ｘ２０．３２センチメートル）であってもよい。以上に説明されている様に、バッテリは再充電式（例えばリチウムポリマーバッテ）とすることができるが、電源兼制御デバイスは、代替的又は追加的に、壁コンセントの様な静止電源から直接作動させられる能力を有していてもよいことに留意されたい。加えて、電源兼制御デバイスは、バッテリを簡単に交換できるように構成されていてもよい。

同じく先に暗に示されている様に、電源兼制御デバイスは、ユーザーが電源兼制御デバイスと対話できるようにする１つ又はそれ以上のボタン、ユーザーインターフェース、など、を有していてもよい。従って、電源兼制御デバイスは、これらの様々なボタン及びユーザーインターフェースを、対話のために、例えばデバイスをオン／オフする；超音波振動子が適時にエネルギー供給されていることを確認する；どれほどのバッテリ寿命が残っているかを確かめる、音響出力パワーの自動調節のために、及び音響出力パワーの手動調節のために、実施させる及び／又は提示させる制御パネルを有していよう。また、電源兼制御デバイスは、制御パネルの一部として又はそれとは別体として、例えばキャビテーション制御やパワー上限を指し示す前述の制御灯を含んでいてもよい。電源兼制御デバイスは、更に、１つ又はそれ以上のコネクタ差込口を含んでいてもよい。第１のコネクタ差込口がバッテリの再充電及び／又は壁コンセントからの作動に適するように構成され、一方、第２のコネクタ差込口が超音波振動子を電源兼制御デバイスへ接続するためのケーブルを受け入れるように構成されていてもよい。

電源兼制御デバイスによって、例えば公称２００ｋＨｚ連続正弦波へチューニングされている発振器回路を使用して、送信信号が生成されるようになっていてもよい。正弦波は適切なパワーレベルへ増幅され、この送信信号が、超音波振動子が患者の頭部の両側部の側頭骨に位置付けられている事例では送信をリードの２つのセット（超音波振動子１つにつき１セット）の間で例えば１００μｓ毎に交番させている切り換え回路へ印可されるようになっていてもよい。この送信信号は、脳卒中患者の頭部へ前述のケーブルを介して位置付けられ固定された超音波振動子へ印可されることになる。切り換え回路は、各超音波振動子につき、例えば１００μｓのオン時に続いて１００μｓのオフ時を発生させ、一方の超音波振動子がオン状態のとき他方の超音波振動子はオフ状態となるようにしていてもよい。超音波振動子オン状態中、超音波振動子は患者の頭骨を通して超音波エネルギーを送信することができる。超音波振動子オフ状態中、超音波振動子は音響信号を受信することができるので、超音波が音響活性剤と併せて適用されている場合に超音波振動子を受動的なキャビテーション検知器として利用できるようになる。

また更には、電源兼制御デバイスは、例えば２つのスイッチ又はアクチュエータを含むことができるとされているが、必要／所望の作動制御レベルに依存して、それより多い又はそれより少ないスイッチが含まれていてもよい。第１のスイッチは、電源兼制御デバイスをオンにするのに使用され、第２のスイッチは、前述の送信信号／電圧を超音波振動子へ送るのに使用されるようになっていてもよい。また、患者情報を入力するため又は電源兼制御デバイスと更に対話するためにタッチパッドの様な入力デバイスが使用されていてもよい。超音波振動子が接続されたとき、但しそれらがエネルギー供給される前に、超音波ｅ振動子が接続されていて機能できるということの指示がユーザーへ提示されるようになっていてもよい。これは灯であってもよいし、例えばハッチパッド上のメッセージであってもよい。必要とされる予備的条件（例えば、患者情報、振動子の機能性、など）が満たされたなら、その時点でユーザーは超音波振動子にエネルギー供給することができ、これが行われたとき、指示器が同様にこの状況を示すことになる。

図４は、様々な実施形態により設計されている電源兼制御デバイス４００の例としての配線図を示している。電源兼制御デバイス４００は、ＬｉＰｏバッテリパック４０５の様なバッテリ電源によってパワー供給されていてもよい。ＬｉＰｏバッテリパック４０５の充電は、直流電流（ＤＣ）充電ポート４１０によって遂行することができる。加えて、電源兼制御デバイスは、例えば壁コンセントから、ＤＣ充電ポート４１０を介してパワー供給されるようになっていてもよい。電源兼制御デバイス４００は、以下により詳細に説明されているキャビテーション監視のための充電器コントローラ兼ガスゲージ４１５（例えばＢＱシリーズの充電コントローラ／ガスゲージ）並びにパワー変換器４２０を含んでいよう。また更に、電源兼制御デバイス４００は、ユーザーに様々な情報が提示されるようにする／ユーザーが電源兼制御デバイス４００と対話できるようにする有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）タッチスクリーンディスプレイの様なタッチスクリーンディスプレイ４２５を有していてもよい。同様に、電源兼制御デバイス４００は、任意波形生成器（ＡＲＢ）信号生成器の様な信号生成器４３０、パワー増幅器４３５、及びここに説明されている超音波の生成／制御／送信のための電圧定在波比（ＶＳＷＲ）パワーモニター４４０、を含んでいてもよい。電源兼制御デバイス４００は、更に、前述のワイヤレス通信を有効にさせることのできる、１つ又はそれ以上の通信無線モジュール４４５を含んでいてもよく、当該通信無線モジュール４４５は例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線であってもよい。超音波振動子の電源兼制御デバイス４００への接続を可能にするために、（単数又は複数の）プローブコネクタ４５０が電源兼制御デバイス４００上に設けられていてもよい。また、ここに説明されている電源兼制御デバイス４００の様々な機能性の作動はプロセッサ４５５によって遂行させることができ、当該プロセッサ４５５は、例えばＡＲＭ３コアプロセッサであってもよいし、又はプロセッサ／コントローラの組合せであってもよい。電源兼制御デバイス４００には、所望の機構及び／又は機能性に従って、より多い又はより少ない要素／モジュール／構成要素が含まれていてもよいことに留意されたい。また、ここに説明されている様々な要素／モジュールは、別々の要素／モジュールとして実施されていてもよいし、それらの組合せとして実施されていてもよい。

先に示唆されている様に、ここに説明されている療法の手法は、安定キャビテーションメカニズムを頼りとする、超音波の単独か又はマイクロバブルの様な音響活性剤と併せてのどちらかの印可に基づくものである。また、音響活性剤である例えばマイクロバブルの利用は、ここに説明されている監視機能を実現させることができる。「マイクロバブル」とは、診断目的で画像品質を高めるために設計されている作用物質を指すことに留意されたい。ここでの利用に際し、マイクロバブルという用語は、診断的適用のみに限定されることを意図していないことに留意されたい。むしろ、様々な実施形態によれば、マイクロバブルの概念は、追加的に、主として診断目的で設計されているのではない作用物質にも適用され得る。

つまり、診断用マイクロバブルは、例えば２−３μｍの平均直径を有する球を指すとしてもよい。その様な球又はマイクロバブルの殻構造はリン脂質又はヒトアルブミンのどちらかであるのに対しその様な球の内部はペルフルオロカーボンガスが充填されていよう。作用物質は、様々な実施形態によれば、静脈内的に例えば抹消静脈経由で投与することができ、肺を通過して動脈循環へ入ってゆくように安定している。その様な作用物質の半減期は、数分の範囲内にあろう。

超音波波動が物理的媒質を通して送信されると、超音波波動はヒト組織の様な物理的媒質の分子間隔を押したり引き伸ばしたりする。その結果、マイクロバブルが超音波野を通過するとき、マイクロバブルは頻繁な圧力変化を被り、バブル発振（即ち安定キャビテーション）か又はバブル分解（即ち慣性キャビテーション）のどちらかを生じさせる。慣性キャビテーションは、ヒト組織、特に内皮層に、害を引き起こさないとも限らないのに対し、安定キャビテーションは凝塊溶解及び組織潅流改善に関し有効であることが示されているものであって、安定キャビテーションはより低い超音波エネルギーで起こる。

電源兼制御デバイスに実施される制御灯に戻るが、療法ウインドーに達したら、即ち安定キャビテーションが検知できたら、緑色の制御灯が点く。慣性キャビテーションは発現するにはより高いエネルギーを要するので、慣性キャビテーションは、多くの場合、エネルギーが療法ウインドーを超えて増加したようなときに発現する。この場合、赤い制御灯が点くことになる。

超音波を送信するために利用される超音波振動子に戻るが、キャビテーションに対する制御を提供するために、超音波振動子は、それらがキャビテーション信号を送信していないとき（例えばオフ位相時）はいつでもキャビテーション信号を検知できるような設計になっていてもよい。超音波振動子は、更に、例えば、低調波周波数（０．５ｘ送信周波数：０．５ｘ２００ｋＨｚ＝１００ｋＨｚ）並びに第１の超高調波周波数（１．５ｘ送信周波数：１．５ｘ２００ｋＨｚ＝３００ｋＨｚ）を捕捉するために、１００−３００ｋＨｚの帯域幅をカバーするように設計されていよう。この能力を前提として、キャビテーションは、デバイスによって検知され、安定キャビテーションか又は慣性キャビテーションのどちらかとして特徴付けられることになる。

留意すべきこととして、超音波振動子が患者の頭部へ設置された後に、マイクロバブルを用いた静脈内注射が開始され、好適若しくは最適な音響出力パワーが選定されているが、可能な限り最も早い時点で即ち応急手当が施され患者の生命維持機能が安定したら連続超音波照射（超音波の印可）を始めるべきであると考えている。これは、救急現場でかもしれないし、ケア施設への患者輸送中であるかもしれない。また、連続超音波照射は、更なる院内診断処置又は療法処置が提供されるまで、患者の症状が完全に解消するまで、患者の症状が悪化してしまうまで、及び／又は何れかの所与の時点で手当てをする医師がその様な治療を打ち切るべき有意な医学的兆候を認識するまで、続いてもよい。

以上に説明されている様に、超音波振動子は患者の頭部へ、例えばＥＣＧ電極を患者の胸壁に付着させるのに利用されているものに似た導電性ゲルを使用しているゲルパッドを介して位置付けることができる。超音波振動子は、患者の頭部のどちらかの側部に耳の前方の側頭骨の領域に亘って位置付けられてもよいし、或いは代わりに頭部の一番上（頭頂部）に位置付けられてもよい。後者の代わりの位置付けは、この経頭骨（transskull）経路がその特異的な音響特性に因り有利であるとする一部の特定のシナリオでは好ましい場合がある。

繰り返しになるが、超音波振動子は、単回使用向けに設計されていて使用まで滅菌性を維持するように包装されていることが望ましいが、超音波振動子は同様に多回使用向けに設計されていてもよい。振動子／ゲルパッド組合せ体は、しなやかであって、患者の頭部／頭骨の形状に沿うことができ、患者の脳の標的領域への超音波エネルギー／波動の送信を支援することができる。導電性ゲルは、例えば超音波検査法で使用されているカップリングゲルとよく似た音響特性を有するものとすることができる。患者の頭皮に接触するゲルパッドの部分は、超音波振動子をその場に引き留めるのに助けとなりそしてまた例えば患者の頭髪に因る潜在的エアポケットの排除を手助けすることによって超音波エネルギー／波動の送信を支援することのできる接着剤の層、を露出させることになる剥ぎ取り条片を有していてもよい。随意的には、先に示唆されている様に、超音波振動子適用区域の剃毛が考慮されてもよい。

超音波振動子自体はゲルパッド部分に収容させることができる。振動子は、大凡直径３ｃｍ厚さ２ｃｍの圧電要素（例えば円盤状）を含むものとすることができる。圧電材料は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の様な医用超音波用に使用されている材料又は何れかの他の適した材料とすることができる。圧電材料は、結晶とも呼称されるものであって、両方の面が、但し縁部は必ずしもそうというわけではないが、超音波振動子の電極と呼称されてもよい電気伝導性材料で被覆されている。結晶は、更に、絶縁性被覆を有し、その上から遮蔽層が適用されていてもよい。電極には、結晶への通電及びそれに続く超音波エネルギーの生成を目的に、軽量且つ可撓性のケーブル（遮蔽撚り対線）の様なワイヤリードが付着（例えばはんだ付け）されていよう。必要に応じた追加の被覆、例えば、エネルギー送信を支援するための患者に最も近接している結晶面上の４分の１波長整合層、患者から離れた結晶面上の裏当て層、電磁干渉（ＥＭＩ）を防止するための遮蔽層、及び／又は患者への不慮のショックを防止するための別の絶縁性被覆など、については他の材料が使用されてもよいことに留意されたい。

以上に説明されている様に単回使用向けに設計されている場合、超音波振動子は何らのハウジング材料も特別なコネクタも必要とせずに済む。むしろ、超音波振動子は、例えば超音波振動子自体より僅かに広い寸法を有する薄型軽量のプラスチックバッグへ一体化されていてもよい。プラスチックバッグの一方の面は接着性カップリングゲル用のディスペンサーを収容していて、もう一方の面は超音波振動子のためのエアバッグ機能を提供するためのエアポケットを有していてもよい。その様な包装体は、滅菌性を維持するように使い捨て式封筒又は類似のエンクロージャ内に封止されていてもよい。使用に際し、使い捨て式封筒を開封し、超音波振動子を取り出せばよい。超音波振動子の一方の面から追加の膜／剥ぎ取り条片を取り除いて接着性のカップリングゲルを露出させれば、超音波振動子を患者の頭部の選択された区域へ宛がうことができる。

超音波振動子は、超音波振動子のエネルギーを発する面と患者の頭皮の間に幾らかのゲル厚さが維持されるようなやり方でゲルパッド内部に納まっていればよい。これは、例えば、製造プロセス中に超音波振動子を挿入できるスリーブをゲルパッドに組み入れることによって達成することができよう。超音波振動子の電極リードは、それらが救急配備時の不慮の鉤裂きや破断に抗して固定されるようなやり方でゲルパッドから出ていればよい。ケーブルを使用して、電極リードを前述の電源兼制御デバイスへ接続していてもよい。

留意すべきこととして、別の実施形態によれば、超音波振動子はヘッドバンドに実施されていてもよく、その場合、電極リードはヘッドバンドのゲルパッド部分から出ていて、救急配備時の不慮の鉤裂きや破断に抗して固定されるようにヘッドバンド材料へ組み入れられていてもよい。超音波振動子の各々からのリードは、ヘッドバンドの例えば後頭部に亘って位置付けけられている部分の様な好都合な部分で終端していてもよい。この終端部は、ヘッドバンドの中へ組み込まれているコネクタであってもよいし、コネクタ内に終端する或る長さのケーブルであってもよい。ヘッドバンドとは別にもう１つのケーブルを使用してヘッドバンドを電源兼制御デバイスへ接続していてもよい。

図３は、超音波振動子及び電源兼制御デバイスの例としての構成並びにその使用を示している。図３は、電源兼制御デバイス３００を示している。先に説明されている様に、電源兼制御デバイスは、比較的小型で、バッテリパワー式であり、ワイヤレス通信機能性を有し、超音波振動子をパワー供給及び制御できるようになっている。電源兼制御デバイスへは、患者の頭部３２０へ付着されているところが示されている超音波振動子３１０が接続されている。繰り返しになるが、超音波振動子３１０は患者の頭部３２０のどちらかの側部へゲルパッドを介して接続できる。超音波振動子３１０を含む超音波振動子は、電源兼制御デバイスへ、ケーブル３３０を介して接続されている。

それら超音波振動子自体は、２００ｋＨｚの周波数で、又は約２００ｋＨｚを中心とする周波数の帯域内で、作動するように設計されていよう。繰り返しになるが、その様な周波数の音場は、頭骨を通過するときに、ＭＨｚ範囲のより高い周波数の場合の様に必ずしも歪を被るというわけではない。結果として、脳に印可される音場は、高度な予測可能性を有する既知の物理的原理に従って設計することができよう。加えて、超音波振動子は、例えば、一例として２ｃｍから３ｃｍの間の直径を有する平坦非焦点円盤として構成されていてもよく、直径２ｃｍなら半径は１ｃｍ、直径３ｃｍなら半径は１．５ｃｍということになる。

音響学用語では、超音波振動子の半径は典型的にａとして表されている。その様な超音波振動子から発生する音場は、それが距離ｄを進むまでは基本的に円柱状をしており、距離ｄを進んだ時点で円錐様式に拡散し始める。距離ｄは、遠距離音場遷移（far-field transition）としても知られており、次式、即ち、
によって表すことができ、ここに、λは超音波波動の波長である。水中及び体組織中において２００ｋＨｚではλは大凡０．７５ｃｍとなる。よって、例えば１ｃｍの半径を有する超音波振動子について距離ｄは大凡１．３ｃｍ、１．５ｃｍの半径なら距離ｄは３ｃｍである。

距離ｄを過ぎて、超音波波動の音響エネルギーは円錐形に拡散しており、当該円錐形は音響軸と円錐形の一方の辺の間の角度である角度θによって範囲を定められている。この角度θは、次式、即ち、
によって計算される。

これらの数式から、所与の超音波周波数について、音響ビーム形状は主として超音波振動子の半径によって制御されるということが分かる。そしてビーム形状はというと、音場のピーク強度を決める。ビームの半径が角度θに従って拡大するにつれ、ビーム強度は半径の二乗として減少する。また、ビーム強度は、脳組織による減衰のせいで距離に伴って減少する。その様な効果は、患者の頭蓋領域に定在波を発生させること（以下に詳述）の安全性及び可能性に関する要因となろう。

次の例は、様々な実施形態の設計、作動、及び固有の安全性を示している。半径１．５ｃｍの超音波振動子は３ｃｍの遷移距離を有しており、この距離を越えると超音波振動子によって送信されるビームは幅広くなることから、当該遷移距離はピーク音響強度点とされてもよい。超音波振動子の音響出力パワーが、このピーク音響強度点で例えば６００ｍＷ／ｃｍ²の音響強度を出現させるように調節されていたなら、深度５ｃｍでは音響強度は３００ｍＷ／ｃｍ²未満まで落ち、６ｃｍでは音響強度は大凡１２５ｍＷ／ｃｍ²まで落ちることになろう。１６ｃｍの平均頭骨直径を所与とすると、ビームの音響強度はそれが反対側の頭骨表面に達するときまでに２０ｍＷ／ｃｍ²程度になっていよう。対側内部頭骨面の反射によって生成される定在波は何れも無視できるほどの振幅であるはずだ。また更に、療法効果を有する可能性が最も高いとされる超音波エネルギーの強度は、脳正中線の同側側で３０−６０ｃｍの臨床的に意義のある深度に含まれている。

上記を更に詳述すると、２００ｋＨｚの周波数（この周波数の波長は軟組織では大凡７．５ｍｍであるので別の意味で好都合なパラダイム）で、１−５０％のデューティサイクルと共に、１０−１００００μｓの間のパルス持続時間が企図されている。例えば１００μｓのパルス持続時間、５０％のデューティサイクルを所与とすると、２０サイクルバーストなら合計長さ１５ｃｍとなり、即ち、平均的頭蓋の一方の側頭骨から他方の側頭骨までの直径に近似する。２つの超音波振動子が先にオン時と呼称されている活動時間を交番していれば、第１の超音波振動子の音場は、第２の超音波振動子のエネルギーが通過するときまでに相当減退しているはずであり、従って定在波を発生させる可能性は最小限になる。以上に説明されている様に、この交番式活動を提供するのに、電源兼制御デバイスは、切り換え回路を利用し、例えば２００ｋＨｚのＣＷ信号を一方の導体のセットから別のセットへ１００μｓ毎に切り換えて、超音波振動子の間で交番式２０サイクルバーストを発生させるようになっていてもよい。同じ又は同様の考慮事項が、単一の超音波振動子が利用され患者の頭部の頭頂部に位置付けられている実施形態にも該当することに留意されたい。

１つの実施形態による音響活性剤に関し、以上に説明されている様に、超音波振動子はオフ時に音響信号を受信する能力を有している。前述の生物物理学的効果を実現するための根本的なメカニズムとしての安定キャビテーションを頼りとして、また制御及び安全対策として使用される慣性キャビテーションを頼りとして、長音波振動子は１００−３００ｋＨｚ間の最小帯域幅を有している。この範囲は、上述されている様に、低調波周波数（１００ｋＨｚ）と超高調波周波数（３００ｋＨｚ）のどちらをも捕捉するように選定されたものである。両周波数の発現は、安定キャビテーションの存在を示唆し、ひいては個体療法ウインドーを表す。初発の慣性キャビテーションの発現は、基本周波数（２００ｋＨｚ）の曲線下面積の増加とノイズフロアの立ち上がりの組合せによって特徴付けられる。低調波周波数及び超高調波周波数はそれでも存在してはいるが優勢ではない。超音波振動子によって慣性キャビテーションが検知されたなら、電源兼制御デバイスは、安定キャビテーションしか検知されなくなるまで、自動的に音響出力を下げるように構成されていてもよい（即ち自動ＰＣＤ制御ボタン）。代わりに、電源兼制御デバイスは、即座にシャットダウンされるか又は自動的にその事前設定されているモードへリセットされるように構成されていてもよい（即ち手動ＰＣＤ制御ボタン）。

図６は、様々な実施形態による、脳卒中若しくは脳卒中様事象の犠牲者を野外にて治療するのに遂行される例としてのプロセスを示している。６００で、超音波エネルギーが、患者の頭蓋へ、患者の頭蓋周りの不同場所に付着されている第１及び第２の超音波振動子を介して非侵襲的に印可される。６１０で、超音波エネルギーの印可は、第１及び第２の超音波振動子が交番で超音波エネルギーをパルス式に患者の頭蓋へ印可するように制御され、ここに超音波エネルギーの非侵襲的印可が野外にて起こる。随意的に、６２０で、超音波エネルギーの印可は、患者への音響活性剤の静脈内投与と併せて遂行されるようになっていてもよい。例えば、ここに説明されている様に、一例としてのマイクロバブルの投与と特定のレベルの超音波エネルギーの印可によってもたらされる安定キャビテーションは、溶解、動脈流れの復元、など、を促進することができる。

加えて、様々な実施形態による超音波振動子の設計は、２４時間の保証最小半減期を提供することができる。亜急性／慢性用途では、超音波振動子半減期に対する要件は、制御された環境（例えば、病院、リハビリテーションセンター、又は老人ホーム）での適正なケアと保守管理を前提として、長期耐久性の意味で異なってくるであろう。

大循環に関し、血管を再疎通させるための超音波誘導凝塊溶解は超音波マイクロバブルと組み合わせて使用した場合に改善され得るという確証がある。よって、更に別の実施形態によれば、超音波暴露時のマイクロバブルの使用向けに超音波シーケンスが電源兼制御デバイスへ組み込まれている。この目的に使用されるマイクロバブル化合物は、主として診断目的に使用されている標準的な市販の作用物質又は超音波強化型凝塊溶血の目的で特定的に開発されている作用物質とすることができる。

小循環に関しては、超音波のマイクロバブルとの組合せは、内皮細胞からの一酸化窒素の放出を誘導するので血管拡張作用をもたらし、ひいては改善された組織潅流をもたらし得るという確証が高まってきている。別の実施形態によれば、小循環技法をこれまでに説明されている様々な実施形態へ組み込んで、機械的及び生化学的血管拡張を通じて組織潅流を改善させることができる。

ここに開示されている、脳卒中犠牲者を治療するための様々な実施形態は、心筋梗塞（ＭＩ）や深部静脈血栓症（ＤＶＴ）の様な塞栓性又は血栓塞栓性事象によって引き起こされる他の虚血性疾患にも適用できることに留意されたい。つまり、全てのこれらの疾患の根本的原因は、血液凝塊による突発的な血管の詰まりに、その結果として起こる、酸素供給不足による供給区域での連続した細胞死が重なることである。これらの疾患全ては、共通して、療法オプションについて可能な限り最も早い時点での着手の鋭敏性と必要性を有している。従って、救急現場で及び／又はケア施設への輸送中に治療が提供できたなら好都合であろう。そのため、様々な実施形態は、ＭＩやＤＶＴの様な他の虚血性疾患への適用に特化された代わりの超音波振動子設計並びに超音波シーケンスを含んでいる。また、様々な実施形態は、殆どあらゆる臓器系の虚血性疾患に対処するべく利用することができる。

また更に、急性虚血性疾患での適用の外にも、ここに開示されている様々な実施形態は、長期反復治療オプションとして、例えば亜急性／慢性虚血性疾患に苦しむ患者で使用することもできる。その様な患者には、慢性虚血性白質疾患に罹っている者、血管性痴呆に苦しむ患者、又は脳卒中後遺症患者が含まれよう。これらの患者人口で、様々な実施形態を、例えば、入院中に、リハビリテーション中に、又は自宅若しくは老人ホームでの定期的治療として、利用することができよう。様々な実施形態の使用は、更に、アルツハイマー病やパーキンソン病の様な神経変性疾患の観点で、同様の手法に従って、利用することもできよう。つまり、ここに開示されている実施形態は、組織潅流改善、潜在的幹細胞増殖刺激、神経変調、又はシャペロンタンパク質放出の誘導、が有益であろうとされる何らかの亜急性又は慢性脳疾患患者の治療での使用を企図している。様々な実施形態は、更に、様々な神経系の用途、例えば発作や神経精神疾患（例えば、精神分裂症、うつ病）の治療に利用されてもよい。

他の実施形態は、電源兼制御デバイスに、例えば血管再疎通又は組織潅流改善の時期を確立するための、監視機能又はフィードバック機能を含んでいる。更に他の実施形態は、例えば処置中の組織潅流改善を監視するため又はキャビテーション検知によって安全限界超過を防止するために、赤外線レーザー又はキャビテーション受信器の様な１つ又はそれ以上の感知要素を振動子／ゲルパッド組合せ体の中へ含めている。

以上に暗に示されている様に、電源兼制御デバイスはワイヤレス機能性を有していてもよい。その様なワイヤレス機能性は、例えば、従来は希薄であった野外の救急医療師チームと受け入れ側のケア施設内の医療職員との間のワイヤレス通信を網羅していよう。更に他の実施形態は、電源兼制御デバイスからのリアルタイムデータ（例えば、前述の監視／フィードバック機能性に関する／関連付けられるデータ）を、直接に、受け入れ側ケア施設の割り振られているサーバへ、又は、例えば限定するわけではないが、２Ｇ（例えば、汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ(登録商標)）、など）、２．５Ｇ（例えば、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、など）、３Ｇ（例えば、ＧＳＭ(登録商標)進化型高速データ（ＥＤＧＥ）、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＤＭＡ）、ＣＤＭＡ２０００、など）、及び４Ｇ（例えば、ＬＴＥ、ＷＩＭＡＸ、など）の技術、並びにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を含む各種ワイヤレス通信技術を使用している携帯式コンピューティングデバイスへ、送信するためのワイヤレス通信能力を利用している。

また更には、ここに開示されていて、電源兼制御デバイスへ接続でき当該デバイスによってパワー供給される超音波振動子を利用して実施されるものとして説明されている機能性は、既存の診断用超音波デバイスの様な既存のデバイスに実施することができる。また、局所薬物送達の分野での最近の研究は、治療薬の標的部位への送達を含んでいる。具体的には、或る特定の研究は、マイクロバブルを輸送車両として、また超音波をこれらの治療薬を標的部位にて放出させる源として、使用することを提案している。例えば、或る特定の研究は、組織温存及び神経保護のための酸素担体の有益な効果に焦点を当てている。そのため、様々な実施形態は、ここに開示されている方法及び装置を、薬物の局所的な送達に又は酸素担体の効果を強化することに対応させる特化された超音波シーケンスを実施している。

ここに説明されている様に、様々な実施形態は、野外にて及び／又はケア施設への患者輸送中に脳卒中治療を開始するための、更には他の疾患のため並びにリハビリテーションシナリオの様なより長期の使用のための、方法及び装置を提供している。様々な実施形態は、異なった年齢、性別、及び／又は人種のヒト間での頭骨形態学の有意差のせいで往々にして重大な要因となっている、各患者のための個体「療法ウインドー」へ、例えば自動的に、適応するようになっている。また、様々な実施形態は、マイクロバブルの様な音響活性剤の使用と組み合わせての超音波送信のために利用することができ、そこでは安定キャビテーションが療法の適用並びにその制御の両方にとっての根本的メカニズムになっている。

而して、これまでは療法オプションが存在しなかった世界中の何百万人という急性脳卒中様症候群に苦しむ患者を治療することができるようになる。また更に、この手法の使用は、電気除細動器がカルディオバージョンにとってのケアの標準になったのとよく似て、将来的な野外での急性脳卒中治療のためのケアの標準へ組み入れることができよう。急性脳卒中の治療で経験される遅延における軽減化についての見込みは、図５に示されている様に田舎と都会の両方の地域で有意である。都会の地域では、例えば、救急９１１通報が受信されると、患者が脳卒中／脳卒中様事象に見舞われている現場に救急医療サービス（ＥＭＳ）職員が到着するまでに１０分が過ぎている。様々な実施形態による、超音波の印可／例えばマイクロバブルと併せての超音波の印可が、例えばその後の５分以内に野外にて成し遂げられるとする。ケア施設への入院は、その１０分後に起こっている。すると、この例では、少なくとも１０分間が無駄にされず、その間に組織損傷の劇的減少を達成させることができる。田舎の環境では、ＥＭＳ職員の到着は最初の救急９１１通報後４５分まで起こっていない。この場合も同様に、５分以内に、超音波の単独印可又はマイクロバブルと併せての印可が様々な実施形態に従って起こるとしよう。その様な田舎シナリオでは、ケア施設への入院は、その後更に１１５分の間起こっていない。この事例では、この１１５分の間の脳卒中に因る組織破壊は、様々な実施形態の利用を通じて回避され得るものと評価することができよう。

様々な実施形態を示している様々な線図は、それら様々な実施形態のための例としてのアーキテクチャ又は他の構成を描いており、それら実施形態に含まれ得る機構及び機能性の理解を支援するためになされたものである。本開示は、示されている例としてのアーキテクチャ又は構成に限定されず、所望の機構が様々な代わりのアーキテクチャ及び構成を使用して実施されてもよい。事実、様々な実施形態を実施するに当たり代わりの機能的、論理的、又は物理的なパーティション化及び構成がどの様に実施されるかが当業者には自明であろう。また、ここに描かれているもの以外の多数の異なった構成モジュール名を様々なパーティションに適用することができる。加えて、流れ線図、動作的な説明、及び方法クレームに関し、ここで諸段階が提示されている順序は、文脈上そうではないと指し示されていない限り、様々な実施形態が記載されている機能性を同じ順序で遂行するように実施されることを命じるものではない。

個々の実施形態の１つ又はそれ以上の中に記載されている様々な機構、態様、及び／又は機能性は、それらの適用可能性においてはそれらに関して記載されている特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、単独にせよ、様々に組み合わせてにせよ、他の実施形態の１つ又はそれ以上に、その様な実施形態が記載されているか否かにかからわらず、またその様な機構、態様、及び／又は機能性が記載されている実施形態の一部として提示されているか否かにかかわらず、適用することができるものと理解されたい。而して、本開示の広がり及び範囲は、以上に説明されている例示としての実施形態の何れかによって限定されるものではない。

本書の中で使用されている用語及び語句並びにそれらの変形は、別途明示的に表明されていない限り、限定を課すのとは対極的に制約のないものであると解釈されたい。上記の例として、「含んでいる」という用語は「制限なく含んでいる」又は同様のことを意味しているとして読まれるものとし、「例」という用語は論述中の品目の代表的な事例を提供するために使用されているものであって、その網羅的若しくは限定的な一覧を提供するためのものではなく、原文の冠詞「ａ」又は「ａｎ」の対訳である「或る」又は「一〜」という用語は、「少なくとも１つ」、「１つ又はそれ以上」、又は同様のことを意味しているとして読まれるものとし、また「従来式の」、「伝統的な」、「通常の」、「標準的な」、「既知の」、及び同様の意味の用語は、記載されている品目を所与の時間的期間に若しくは所与の時点において入手可能な品目に限定していると解釈されるべきではなく、むしろ、現在又は将来の何れかの時点において入手可能であるか又は既知であるとされ得る、従来式の、伝統的な、通常の、又は標準的な、技術を網羅するとして読まれるべきである。同様に、本書が当業者に自明又は既知であるはずの技術に言及している場合、その様な技術は現在又は将来の何れかの時点において当業者に自明又は既知であるものを網羅している。

加えて、様々な実施形態は、ここでは、例示としてのブロック線図、流れ図、及び他の説明図に関して示されている。当業者には本書が読まれた後に自明となる様に、図示されている実施形態及びそれらの様々な代替物は、図示されている例へ縛りなしに実施することができる。例えば、ブロック線図及びそれらの付随説明は、特定のアーキテクチャ又は構成を命じていると解釈されてはならない。

また、ここに説明されている様々な実施形態は、一般的な方法段階又はプロセスの観点から記述されており、１つの実施形態では、ネットワーク化された環境の中でコンピュータによって実行されるプログラムコードの様なコンピュータ実行可能な命令を含む、例えば非一時的コンピュータ可読メモリに具現化された、コンピュータプログラム製品によって実施することができる。コンピュータ可読メモリには、取り外し可能及び取り外し不可能なストレージデバイスが含まれ、その様なストレージデバイスには、限定するわけではないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、など、が挙げられる。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを遂行している又は特定のアブストラクトデータタイプを実施しているルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造、など、を含む。コンピュータ実行可能な命令、関連付けられるデータ構造、及びプログラムモジュールは、ここに開示されている方法の諸段階を実行するためのプログラムコードの例を表している。その様な実行可能な命令又は関連付けられるデータ構造の特定のシーケンスは、その様な段階又はプロセスの中に記載されている機能を実施するための対応する行為の例を表している。

ここでの使用に際し、モジュールという用語は、１つ又はそれ以上の実施形態に従って遂行することのできる機能性の所与のユニットを言い表している。ここでの使用に際し、モジュールは、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組合せの何れかの形態を利用して実施されよう。例えば、１つ又はそれ以上のプロセッサ、コントローラ、ＡＳＩＣ、ＰＬＡ、ＰＡＬ、ＣＰＬＤ、ＦＰＧＡ、論理的構成要素、ソフトウェアルーチン、又は他のメカニズムが、モジュールを作り上げるように実施されていてもよい。実施に際し、ここに説明されている様々なモジュールは、個別のモジュールとして実施されることもあろうし、又は説明されている機能及び機構は、一部又は全部が、１つ又はそれ以上のモジュールの間で共有されることもあろう。言い換えると、当業者には本説明が読まれた後に自明となる様に、ここに説明されている様々な機構及び機能性は、何れかの所与のアプリケーションに実施することもできるし、また１つ又はそれ以上の別々又は共有のモジュールに様々に組み合わせてまた様々に並び換えて実施することもできる。様々な機能又は様々な機能性の要素が別々のモジュールとして個々に説明され又は個々に特許請求されているとしても、当業者には理解される様に、これらの機構及び機能性は１つ又はそれ以上の共通のソフトウェア又はハードウェア要素の間で共有されていてもよく、その様な記述は、その様な機構又は機能性を実施するために別々のハードウェア又はソフトウェア構成要素が使用されることを要件としているわけでも示唆しているわけでもない。本発明の構成要素又はモジュールが、全体として又は部分として、ソフトウェアを使用して実施されている場合、１つの実施形態では、これらのソフトウェア要素は、関連して説明されている機能性を実行に移すことのできるコンピューティングモジュール又は処理モジュールと共に作動するように実施されていてもよい。「１つ又はそれ以上」、「少なくとも１つ」、「限定するわけではないが」、又は場合によっては他の同様の語句の様な、広がりのある単語又は語句が出ているからといって、そのことが、その様な広がりのある語句が出てきていない場合においてはより狭い事例が意図される又は要件とされることを意味していると読まれてはならない。

３００ 電源兼制御デバイス
３１０ 超音波振動子
３２０ 患者の頭部
３３０ ケーブル
４００ 電源兼制御デバイス
４０５ ＬｉＰｏバッテリパック
４１０ 直流電流（ＤＣ）充電ポート
４１５ 充電コントローラ／ガスゲージ
４２０ パワー変換器
４２５ タッチスクリーンディスプレイ
４３０ 信号生成器
４３５ パワー増幅器
４４０ 電圧定在波比（ＶＳＷＲ）パワーモニター
４４５ 通信無線モジュール
４５０ プローブコネクタ
４５５ プロセッサ

Claims (3)

1. 円盤状圧電要素を備えている第１の超音波振動子要素と、
   円盤状圧電要素を備えている第２の超音波振動子要素と、
   電源兼制御モジュールであって、携帯式でバッテリ作動型であり、前記第１及び前記第２の超音波振動子要素によって非侵襲的に患者の頭骨へ交番パルス様式で送信されることになる超音波エネルギーを生成する、電源兼制御モジュールと、を備え、
   前記電源兼制御モジュールは、
   前記超音波エネルギーを、患者の頭蓋へ非侵襲的に印可し、
   前記超音波エネルギーによって、前記患者に投与された音響活性剤を励起して安定キャビテーションを生じさせ、前記第１及び前記第２の超音波振動子が交番で前記超音波エネルギーをパルス様式で前記患者の前記頭蓋へ印可するように、前記超音波エネルギーの印可を制御し、
   前記第１の超音波振動子要素または前記第２の超音波振動子要素のいずれかが、前記超音波エネルギーを印加していない時に、前記第１の超音波振動子要素または前記第２の超音波振動子要素をそれぞれ使用して前記音響活性剤のキャビテーションの状態を検知し、検知された状態からキャビテーションの種類を決定し、
   前記超音波エネルギーの印加が療法ウインドーに相応しいレベルを超過したことによって、前記キャビテーションの種類が慣性であった場合、前記キャビテーションが安定であると検知されるまで前記超音波エネルギーの出力パワーを減少させ、
   前記キャビテーションの種類が安定の場合、安定状態が維持されるように、前記超音波エネルギーの出力パワーを維持することを、
   自動的に実行されるように構成されており、
   前記第１及び前記第２の超音波振動子要素の各々は、単回使用向けに設計されていて、使用されるまで滅菌性を維持するように包装されている、装置。
2. 前記電源兼制御モジュールは、前記超音波エネルギーの生成のための回路構成を更に備えている、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１及び前記第２の超音波振動子要素は、２００ｋＨｚの周波数か又は２００ｋＨｚを中心とする周波数の帯域のどちらかで作動する、請求項１に記載の装置。