JP6589231B2 - 多チャンネルレーザー治療装置 - Google Patents
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本発明者らは、そのような現況下、今般、モンテリス メディカル社の特徴を用いない、さらに有効な治療装置を発明、開発し、本特許出願にて開示するものである。
前述、先に開発、提案(平成10〜13年)した装置、すなわちMRI装置と単一レーザー装置を組み合わせてなる装置においては、そのMRI装置におけるMRIマグネット(強磁場)内で使用可能なクオーツ(Quartz:石英)製単一光ファイバーをMRIガイド下で標的内に挿入し、光ファイバーを磁場外に設置した単一レーザー装置に接続し、レーザー照射により標的の加熱・温度維持を行う。その際、MRI装置を温度計測モードに移行し、3次元温度分布情報をレーザー制御装置に転送して、レーザー出力を実時間制御する。
次に、モンテリス メディカル社の“NeuroBlate”は、MRI装置と単一レーザー装置を組み合わせ、MRIマグネット(強磁場)内で使用可能なクオーツ製単一光ファイバーにより単一レーザーを標的組織へ照射して加熱・温度維持するシステムである点については、上記(一)の装置と同じである。
本願発明(以下“本発明”と略称する)においては、MRI装置と複数のレーザー発振器を組み合わせ、MRIマグネット(強磁場)内で使用可能なクオーツ製複数の光ファイバーを組み込んだアプリケータをMRIガイド下で標的内に挿入し、各光ファイバーに各1台のレーザー発振器を接続し、レーザー照射により標的の加熱・温度維持を行う。
本発明の多チャンネルレーザー治療装置につき、その一例として12チャンネルレーザー治療装置を説明する。図1はその治療装置を説明する図である。12チャンネル拡散ファイバーアプリケータ(MFA)には照射角・照射点を異にする12本のファイバーが組み込まれ、その入射端はレーザー装置(LS)に接続される。レーザー装置(LS)内で各ファイバーは各1台のレーザー発振器(LD)に接続される。
12チャンネルレーザー治療装置においては12台のレーザー発振器(LD)が独立に制御されて、12照射点で同時照射(多照射点固定同時照射型)するため、1照射点移動照射型のような照射空白期間が生じない。また、駆動機構が不要なのでMRI磁気管理区域での操作が容易である。
本発明の一例として、12チャンネル拡散ファイバーアプリケータ(4列3点径方向放射)のレーザー光拡散部を説明する。12チャンネル拡散ファイバーアプリケータ本体中空管先端に片端が閉じられた石英製円筒細管が気密に取り付けられる。その内部、軸中央に冷却ガス導入管が配置され、更にその外周、リング状に12本の側射ファイバーが配置される。側射ファイバーはその出射軸が断面径方向であるように設置されている。
多チャンネル拡散ファイバーアプリケータ(MFA)において照射点は有限数で離散しているが、当方(本発明者ら)の実験によれば、生体組織内の光拡散が非常に大きいため、離散点間の組織は拡散によりレーザー光が伝達される。
ここで、本発明で用いるMRI温度計測法を用いた多チャンネルレーザー治療装置を図3を用いて説明する。
多チャンネル拡散ファイバーアプリケータ(MFA)は、MRIマグネット内の生体組織に挿入され、標的組織に拡散部が位置決めされ固定される。多チャンネル拡散ファイバーアプリケータ(MFA)から導出された多チャンネルファイバー端と冷却ガス移送用チューブ端は磁気管理エリア外に設置されたレーザー装置(LS)に接続される。MRI制御ユニット(磁気共鳴造影装置制御ユニット:MRIC)から温度情報を受信するための通信ケーブルがレーザー装置に接続される。
図3中、SGは温度計測データ転送ケーブルである。
本発明で用いる多チャンネル拡散ファイバーアプリケータを生体組織に挿入し標的組織に対して拡散部の空間位置、回転位置を決定して固定する方法を説明する。
図4b:導入ポート(IP)のロックを解除し、ガイドシース(GS)にナビゲーションプローブ(NP)を勘合挿入してそれらを生体への導入ポート(IP)から、生体組織(BD)に挿入する。ナビゲーション画像情報により、ナビゲーションプローブ(NP)の先端部を生体組織内標的組織(CA)へ誘導する。その後、導入ポート(IP)をロックする。当該ロックにより、ガイドシース(GS)は挿入方向、回転方向の動きが固定される。
図4c:ナビゲーションプローブ(NP)を抜去する。
図4d:ガイドシース(GS)に多チャンネル拡散ファイバーアプリケータ(MFA)を勘合位置まで挿入する。
本発明で用いる多チャンネル拡散ファイバーアプリケータを用いて生体組織内の異なる形状の標的組織へ制御されたレーザー照射を行う状況を説明する。図5はそれを説明する図で、図5中、矢印はレーザー出射点におけるレーザー出力を示し、矢印の長さはレーザー出力強度を示している。
すなわち、図5aは標的組織が円筒状の場合であり、図5bは標的組織が球状の場合であり、図5cは標的組織が軸方向に非対称、径方向に非対称の場合であり、図5dは標的組織が軸方向に非対称、径方向に対称の場合である。
従来技術すなわち“NeuroBlate”では、1台のレーザーを用いて、照射点・照射方向を変えながら、対応した、出力制御をすることから、空白期間が発生する。前述モンテリス メディカル社の“NeuroBlate”では、駆動部を磁場外に設置して、複雑な動力伝達機構にてアプリケータ内のファイバーを駆動している。
これに対して、本発明においては、ファイバーアプリケータに機械的な可動部が無く、しかも、複数台のレーザー装置を独立に出力制御する。このため、空間的な温度制御が正確である。
DF・・・・レーザー光拡散部
CNF・・・光ファイバー接続部
FB・・・・光ファイバー
LS・・・・レーザー装置
LD・・・・レーザー発振器
LDD・・・レーザー電源
CU・・・・レーザー制御ユニット
GCS・・・冷却ガス供給ユニット
GT・・・・ガスチューブ
CNG・・・ガスチューブ接続部
QZ・・・・石英製円筒細管
CGI・・・冷却ガス導入管
CGE・・・冷却ガス排気部
D・・・・・多チャンネル拡散ファイバーアプリケータ光拡散部直径
P・・・・・拡散ファイバー配列間隔
A・・・・・拡散ファイバー配列角
BL1〜BL4・・拡散ファイバー長手方向配列面
BA1〜BA12・拡散ファイバー径方向配列面
MRI・・・MRI装置(磁気共鳴造影装置)
MRIC・・MRI制御ユニット(磁気共鳴造影装置制御ユニット)
SG・・・・温度計測データ転送ケーブル
NP・・・・ナビゲーションプローブ
GS・・・・ガイドシース
IP・・・・生体への導入ポート
BD・・・・生体組織
CA・・・・生体組織内標的組織
IJ・・・・勘合機構
Claims (3)
- 多チャンネルレーザー治療装置であって、
MRI装置と複数のレーザー発振器を組み合わせ、MRIマグネット(強磁場)内で使用可能なクオーツ製複数光ファイバーを組み込んだ多チャンネル拡散ファイバーアプリケータをMRIガイド下又は医療用ナビゲーション下で標的生体組織内に挿入し、各光ファイバーに各1台のレーザー装置を接続し、レーザー照射による標的生体組織の温度変化をMRI温度計測法によりモニターし、レーザー出力を制御して加熱・温度維持を行うようにしてなり、
前記多チヤンネル拡散ファイバーアプリケータのファイバー出射端は側射構造であり、各ファイバーは出射点、出射方向が目的に合わせて決められて固定され、
また、前記複数光ファイバーは、光ファイバーの長手方向に直行する面を形成するようにレーザーを照射する複数の光ファイバーからなる列を光ファイバーの長手方向に複数列配置してあり、
前記多チヤンネル拡散ファイバーアプリケータの複数のファイバーには、各1台のレーザー発振器を接続され、かつ、前記各レーザ発振器は、前記MRI温度計測法によりモニターされた3次元温度情報を基に前記多チャンネル拡散ファイバーアプリケータの各ファイバーの出射点、出射方向に対応したレーザー発振器の出力を独立に制御可能にしてなる
ことを特徴とする多チャンネルレーザー治療装置。 - 請求項1に記載の多チヤンネルレーザー治療装置において、前記レーザー装置は半導体レーザー、固体レーザー、ファイバーレーザーであることを特徴とする多チヤンネルレーザー治療装置。
- 請求項1又は2に記載の多チヤンネルレーザー治療装置において、前記多チヤンネル拡散ファイバーアプリケータはMRIガイド下又は医療用ナビゲーション下でガイドシースを用いて標的生体組織内に挿入し、位置・回転角を決定する。その際、多チャンネル拡散ファイバーアプリケータ及びナビゲーションプローブとガイドシースが位置・回転角を一義的に決定する勘合機構を有することを特徴とする多チヤンネルレーザー治療装置。
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