JP7099953B2 - 軟質個体の標的領域における超音波を発生させるための装置およびシステム、ならびに組織を局所的に処置するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、軟質固体の標的領域に超音波を発生させる装置に関する。本発明はまた、そのような装置を含む超音波を発生するためのシステムに関する。最後に、本発明はまた、対象の組織を超音波で局所的に処置する方法に関する。

本発明の意味において、軟質固体は、動物または植物起源を有することができる有機組織である。例えば、そのような軟質固体は、人体の器官、動物の身体または野菜の器官であり得る。

ＷＯ－Ａ－２００６／０２１６５１に記載されているように、超音波を静脈瘤の処置に使用することができる。このような場合、静脈壁を収縮させるために高強度の超音波の熱効果が使用される。

キャビテーション現象も使用することができる。例えば、静脈瘤の処置のために、それらが崩壊するときに局所的な衝撃波を発生させるために、キャビテーション気泡が生成される。これにより、所与の静脈または血管の内皮を破壊することが可能になる。重要なキャビテーション現象を得るためには、超音波を生成し、正しい位置に集束させる必要がある。このために、ＥＰ－Ａ－２６３６４２８に記載されているように、交差した超音波ビームを使用することができる。

対象の皮膚の近くにあるスパイダー静脈は、時には目に見える、または部分的に目に見えることがある。処置の効率を上げるために、その長さに沿っていくつかの点で静脈を処置することが知られている。しかしながら、対象または患者の皮膚に処置装置を置くとき、この装置は静脈を隠すので、施術者は、超音波をその経路に沿って正確に集束させるために、装置を正確に方向付けおよび／または移動させることができない。

ＷＯ－Ａ－２０１４／１６０９６４に記載されているように、超音波技術に基づく軟質体内の標的を検出するために超音波イメージングプローブを使用することができる。しかしながら、このような超音波探触子は高価であり、小流量の血液が流れる小径の静脈はほとんど検出されない。実際、血液が低流量である静脈は、ドップラーまたはＢモード超音波技術によって検出することが困難であり、時には不可能である。実際、静脈が小さいほど、静脈の血流速が低いほど、検出が難しく、コストがかかる。

一方、ＷＯ－Ａ－２００９／１１２９６９およびＷＯ－Ａ－２０１２／１５６８６３は、異なるタイプの超音波源を用いた高強度集束超音波（ＨＩＦＵ）の応用に頼っている。超音波が印加される場所を正確に制御することはできない。

ＥＰ－Ａ－１７９５１３１は、患者の皮膚を照らす光源を備えた処置ヘッドを含むＨＩＦＵシステムを開示している。このような構造では、静脈のような皮膚の下に位置する物体の鮮明な画像を得ることができない。さらに、単一の超音波トランスデューサが使用され、その焦点で得られるキャビテーションゾーンが不安定である可能性があることを意味する。さらに、この文献の図３に見られるように、光源は、撮像ユニットから半径方向にオフセットされており、観察される物体の正確な照射を可能にしない。

ＷＯ－Ａ－０２／０９８１３は、単一の固有に集束されたトランスデューサが使用され、キャビテーションゾーンの安定性に関して上記と同様の不都合を伴う、脱毛のための方法および装置を開示する。いくつかの照明手段は、超音波ビームを照準するための低強度レーザと、観察する領域を照らすための光源の形態で提供される。これらの品物は、装置の本体には取り付けられていないが、ライトガイドを介して接続されているため、煩雑である。さらに、光は皮膚に向けられ、脱毛のための毛髪を見るのには十分であるが、皮膚の下に位置する静脈などの物体をはっきりと見ることはできない。レーザまたは光源から来る光は、ビデオカメラのボアサイトと同じゾーンで装置の中心軸ゾーンに到達する。したがって、皮膚の直接照射のみが可能である。

座瘡、しわ、蜂巣炎、入れ墨、メラノーマおよび子宮内膜の処置のために、処置すべきゾーンの潜在的な隠蔽の同様の問題が生じる。

本発明は、軟質固体の標的領域に超音波を発生させるのに有効であり、施術者が超音波がどこに集束するかを正確に選択すること、特に、患者の皮膚表面の下の１つまたはいくつかの所与の点でキャビテーション現象を得ることを可能にする新しい装置を用いて、既知技術の問題を解決することを目的とする。

この目的のために、本発明は、軟質固体の標的領域に超音波を発生させるための装置であって、軟質固体内に超音波を発生させる少なくとも１つの超音波源を含む装置に関する。本発明によれば、装置は、少なくとも２つの超音波源、好ましくは３つの超音波源を含み、超音波源に対する装置の端面を越えて装置の本体に取り付けられる。この装置はまた、表面下の散乱によって軟質固体のゾーンを照らすための照明手段と、照明手段によって照らされたゾーン内の画像を取り込むためのビデオカメラとを含む。照明手段は、全ての超音波源の共通の焦点を含む、装置の中心軸の周りに分布されたいくつかの光源を含む。さらに、超音波源、光源およびビデオカメラは、装置の本体に取り付けられ、標的ゾーン内の共通の焦点に向けられている。ビデオカメラのボアサイトは、装置の中心軸上に整列される。

本発明のおかげで、光源は、装置、特に対象の皮膚と接触する軟質固体のゾーンを照らすか、照明することを可能にする。これらの光源はまた、サブ表面光輸送（ＳＳＬＴ）としても知られているサブ表面散乱（ＳＳＳ）によって、皮膚の下の筋肉または組織の一部を照明して、これにより、組織内のクモ静脈、並びに、にきび、しわ、蜂巣炎、入れ墨、メラノーマおよび子宮頸のような不整を検出することを可能にする。特に、ＥＰ－Ａ－１７９５１３１またはＷＯ－Ａ－０２／０９８１３の教示と比較して、装置の操作は患者の皮膚を見ることに限定されない。これは、中心軸の周りに分布された異なる光源が、中心軸の周りのいくつかの位置で標的領域に浸透する光ビームを有し、異なる方向からの共通焦点の良好な照射を誘導するという事実に由来する。ＷＯ－Ａ－０２／０３８１３のように中心軸を中心とするか、またはＥＰ－Ａ－１７９５１３１のように、そのような軸に対してオフセットした単一の光源を使用する場合、そのような手法は実施できない。さらに、少なくとも２つの超音波源を使用することにより、それらの共通の焦点でキャビテーションゾーンを安定させることができ、これにより、本発明の装置は、従来技術のシステムよりもはるかに使い易くなる。超音波源の共通の焦点に向けられた本発明の照明手段および埋め込み型ビデオカメラのおかげで、軟質個体に対して効率的に装置を位置決めするために、超音波センサ又はドップラカメラのような広範囲の装置を使用する必要はない。例えば、カメラが静脈または組織内の他の不整を検出すると、施術者は、標的領域に集束された超音波を適用するために、この検出を使用して組織に対して装置を適切に位置および／または移動させることができる。

有利であるが強制的でない本発明のさらなる態様によれば、装置は、技術的に許容可能な構成で取られた以下の特徴の１つまたは複数を組み込むことができる。

－ 全ての超音波源の前に位置するキャビティがカップリング媒体で満たされ、前記カップリング媒体が液体である場合、膜によって塞がれ、膜は、装置の端面に属し、可撓性、音響的および光学的に透明であり、平行な主表面を有し、１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、より好ましくは約３５μｍの厚さを有する。

－ カップリング媒体は、１．４５～１．６５×１０^６ｋｇ・ｓ^－１・ｍ^－２の音響インピーダンスを有し、より好ましくは約１．５４×１０^６ｋｇ・ｓ^－１・ｍ^－２に等しく、光学的に透明である。

－ 光源はキャビティの周りに分布している。

－ 光源は、本体に設けられた一連のまたは複数の孔、または本体の周りに取り付けられたリングに取り付けられ、孔は、光源によって放射された光線が前記キャビティを横切らないように中心軸の周りに分布される。

－ ビデオカメラのボアサイトは、本体に取り付けられた透明部分を横切り、ビデオカメラをキャビティから分離する。

－ 光源はＬＥＤで構成されている。

－ ＬＥＤによって放射される光の波長は、５８６～６０５ｎｍ、特に黄色および／または橙色スペクトルで選択される。

－ ビデオカメラは、自動利得制御を有する。

－ 装置は、標的領域内の超音波を検出するための検出手段と、散乱された超音波のレベルを表す信号を使用者に提供する手段とを含む。検出手段は有利には、超音波源も構成するいくつかの超音波トランスデューサを含む。

－ 照明手段は、軟質固体の表面に接触してこれを支持するように適応された支持部材に取り付けられる。

－ 装置の本体は片手で保持するように設計、形成されている。

－ 装置の本体内のビデオカメラの位置および／または向きは調整可能である。

本発明はまた、軟質個体の標的領域に超音波を発生させるシステムにも関し、このシステムは、上述の装置と、ビデオカメラによって取り込まれた画像を表示するためのスクリーンとを含む。

さらに、本発明は、特に、超音波でキャビテーション気泡を生成することによって、対象の組織を局所的に処置する方法であって、少なくとも以下のステップを含む：
ａ）装置を、対象の皮膚のゾーンに接触させて配置するステップと、
ｂ）対象の皮膚に向かって配向され、対象の皮膚の下の標的ゾーン内の共通点に集束する装置の少なくとも２つの超音波源を作動させるステップと、
ｃ）標的ゾーン内の組織の画像フィードバックを得るステップ。

この方法は、装置と接触している対象の皮膚の一部およびこの部分の下の組織の層を含む組織のゾーンを、表面下の散乱によって照らす、ステップｄ）を含み、
－ ステップｃ）は、ステップｄ）が実施されたときに実施され、
－ ステップｃ）の間、ステップｄ）の間に照らすゾーンの画像を撮影するために、ビデオカメラが使用される。
－ この方法には、
－ 前記ステップｃ）の間に前記ビデオカメラによって取り込まれた画像をユーザに表示するステップｅ）と、
－ ユーザが、表示された画像に基づいて、対象の皮膚と接触する装置の配置を調整する、さらなるステップｆ）とを含む。

本発明は、本発明の目的を限定することなく、添付の図面に対応して、そして例示的な例として与えられる以下の説明に基づいて、よりよく理解されるであろう。

図１は、本発明の第１の実施形態による装置の斜視分解図である。 図２は、図１の装置のより小さなスケールでの斜視図である。 図３は、図２の平面ＩＩＩに沿った拡大した切断図である。 図４は、図１から図３の装置を含むシステムの使用の概略図である。 図５は、本発明の第２の実施形態による装置の、図１と同様の斜視分解図である。 図６は、図１の装置のより小さなスケールでの斜視図である。 図７は、図６の平面ＶＩＩに沿った拡大した切断図である。 図８は、図１～図３の装置または図５～図７の装置を使用するための方法のブロック図である。

いくつかの実施形態の詳細な説明
図１～図３に示された装置２は、図４に概略的に示されたシステムに属するプローブを構成する。

図１～３は装置２の構造を示し、図４はこの装置の機能表現を含む。

装置２は、プラスチックＡＢＳまたはナイロン（登録商標）のような合成材料で作られた硬い本体２０を含む。この本体２０は、長手方向軸線Ｘ２の中心にあり、前端２２と後端２４との間に延びている。

前端２２に隣接して、本体２０は、シリコン、ポリエステル、ポリ（メチル）メタクリレートまたはＰＭＭＡのようなエラストマー材料で作られた可撓性膜２８によって塞がれた、開口したキャビティ２６を画定する。膜２８は、可視領域において光学的に透明である。

膜２８は、本体２０の前方部分２０Ａの周りに取り付けられた保持リング３０であって、この前方部分の外側半径方向表面Ｓ２０の周りで膜２８を締め付ける保持リング３０によって、本体２０の前端２２の所定の位置に保持される。

３つの圧電セラミックトランスデューサ３２が、膜２８と軸Ｘ２とに向きに向けられたアクティブ面３２２を有する、本体２０の前方部分２０Ａ内に取り付けられる。トランスデューサ３２は、軸Ｘ２の周りに規則的に分布している。これら３つのトランスデューサ３２は、それぞれ３つの超音波源に由来する超音波が集束され、トランスデューサ３２に対して膜２８を越えて軸Ｘ２上に位置する共通の焦点Ｐに収束するように、設計され本体２０に取り付けられる。トランスデューサ３２によって形成された超音波源も、点Ｐにおいて共焦点であると言える。

トランスデューサ３２は、０．１～１０ＭＨｚ、好ましくは５００ｋＨｚ～３ＭＨｚ、より好ましくは約１．６ＭＨｚの周波数で作動する。その都度、トランスデューサ３２が５秒から２０秒の間作動される。

膜２８はまた、トランスデューサ３２の周波数作動領域において音響的に透明である。

本体２０に装着されると、リング３０は、前方部分２０Ａの終端縁２０２と同一平面の端面３０２を有する。したがって、縁２０２および端面３０２は共に、軸Ｘ２に垂直な装置２の端面Ｓ２を画定する。焦点Ｐは、トランスデューサ３２によって形成された３つの超音波源に対して面Ｓ２を超える。

各トランスデューサ３２のアクティブ面３２２は、この焦点に中心がある球の一部の形状内にある。実際には、キャビティ２６を画定する本体２０の壁は、この焦点Ｐを中心とする球の一部の形状内にあってもよく、これにより、装置２の組立が容易になる。しかし、このキャビティには別の形状も可能である。各トランスデューサ３２は、前方部分２０Ａを通って延びる孔２０６によって形成されたハウジング内に取り付けられている。トランスデューサ３２がそれぞれのハウジング２０６内に装着されると、そのアクティブ面３２２は、前方部分２０Ａおよび膜２８の内面と共にキャビティ２６を画定する。

図３に示すように、リング３０は、端面３０２に隣接して、径が外径面Ｓ２０の直径に調整された縮小された内径面Ｓ３０を備えているので、膜２８が面Ｓ３０と面Ｓ２０との間に効率的に締め付けられる。リング３０はまた、リング３０が本体２０の周囲に取り付けられたときにリング３０が本体２０の環状外側カラー２０Ｄを支持するように選択された、軸Ｘ２に沿って測定して軸方向長さを有するスカート３０６を含む。この構成では、面３０２は、上述したように、縁２０２と同一平面にある。

実際、カラー２０Ｄは、本体２０の前方部分２０Ａと後方部分２０Ｂとを分離している。

スカート３０６は、面２０の僅かな半径方向距離に延在しており、リングが本体２０に取り付けられたときにリング３０を無理に押し込む危険性を回避する。

図１において、膜２８は、リング３０の左側、すなわちその前方に示されている。実際には、それが本体２０に取り付けられたとき、膜２８は軸Ｘ２に沿って面３０２に水平に、半径方向は面Ｓ２０とＳ３０との間に配置され、そこで締め付けられる。したがって、それが本体２０に取り付けられたとき、膜２８は端面Ｓ２に属する。

キャビティ２６は、トランスデューサ３２から生じる超音波がキャビティ２６内を伝搬することを可能にするカップリング媒体、より具体的にはカップリング流体で満たされている。カップリング流体は、トランスデューサ３２から来る超音波を減衰させないように、またはできるだけ減衰させないように選択される。例えば、それはガスを除去した水から作ることができる。あるいは、カップリング媒体はゲルから作ることができる。

このカップリング媒体は、膜２８上の超音波の反射および屈折を最小にし、この膜を通る超音波の透過を最大にするように選択される。このカップリング媒体は、図３および図４に参照番号３４で示されている。それは、少なくとも可視領域において、光学的に透明である。ここで、Ｚ_１は、システム４で処置される組織の音響インピーダンスを示し、ｃ_１は、この組織内の超音波速度を示す。同様に、Ｚ_３４およびｃ_３４は、媒体３４の音響インピーダンスおよび超音波速度を示す。装置２が人体の静脈瘤を処置するために使用されるケースを考慮し、Ｚ_３４がＺ_１とｃ_３４がｃ_１とに等しいときに伝送が最適であることを考慮すると、施術者は音響インピーダンスが１．３５と１．６５×１０^６．ｋｇ・ｓ^－１・ｍ^－２との間、より好ましくは約１．５４×１０^６．ｋｇ・ｓ^－１・ｍ^－２のカップリング媒体を選択する。このように、カップリング媒体３４は、トランスデューサ３２によって放射される超音波、すなわちトランスデューサ３２の周波数作動領域において音響的に透明である。

さらに、トランスデューサ３２から来る音波を変化させないために、膜２８は、少なくとも軸Ｘ２に垂直なその部分において、主表面に平行に選択される。換言すれば、軸線Ｘ２に垂直なその主表面は互いに平行である。その厚さは、１００マイクロメートル（μｍ）未満、好ましくは５０μｍ未満、より好ましくは約３５μｍに等しい。膜２８の材料は、超音波に対して透明であることが好ましい。

いくつかのＬＥＤ４０によって形成された一連の光源が、リング３０内に取り付けられている。実際には、リング３０には２０個の貫通孔３０４が設けられ、各貫通孔内には１個のＬＥＤ４０が設置されている。リング３０が本体２０に取り付けられると、貫通孔３０４が軸Ｘ２の周りに規則的に分布される。貫通孔はそれぞれ軸Ａ３０４に整列され、全ての軸Ａ３０４は軸Ｘ２に属する点Ｑに収束する。図３に示すように、点Ｑは、焦点Ｐよりも膜２８および表面Ｓ２からさらに離れている。

点ＰおよびＱを含み、軸Ｘ２を中心とする標的ゾーンΖ_１が定義される。トランスデューサ３２およびＬＥＤ４０は、標的ゾーンΖ_１に向けられている。標的ゾーンΖ_１は、図３および図４にハッチングで示されている。その実際の形状は、トランスデューサ３２およびＬＥＤ４０の構造および制御に依存する。

ＬＥＤ４０は軸Ｘ２に向けられ、それぞれの光線Ｂ４０は４５°と６０°の間の収束角αでこの軸に向かって前方に収束する。言い換えれば、これらの光ビームＢ４０は、装置２が使用されているとき、患者の皮膚と３０～４５°の角度をなす。患者の皮膚に対するこの角度も、ビームＢ４０と端面３０２との間の角度である。

ＬＥＤ４０は、リング３０を介して本体２０に取り付けられている。

ＬＥＤ４０は、装置２が使用されているとき、対象または患者の皮膚を照らすまたは照射するために使用される。実際には、ＬＥＤ４０は、サブ表面の散乱を介して、対象の皮膚の外面だけでなく、皮膚の下に位置する組織の一部も照らしまたは照射する。

装置２はまた、本体２０内に取り付けられたビデオカメラ５０を含む。換言すれば、ビデオカメラ５０は本体２０に埋め込まれている。より正確には、本体２０は、ビデオカメラ５０を収容するため、軸線Ｘ２を中心とする凹部を画定する内側円筒壁２０Ｃを有する。エラストマーガスケット５２が壁２０Ｃ内に取り付けられ、ビデオカメラ５０を凹部内に保持する。ビデオカメラは可視領域で動作する。実際には、ビデオカメラ５０はマイクロビデオカメラであり、長さが２０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ以下、直径が２５ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ以下のカメラである。

ビデオカメラ５０は、そのボアサイトが軸Ｘ２と整列するように本体２０内に配置されている。カメラ５０のボアサイトは、図３の矢印Ａ５０の方向に膜２８の方に向けられている。したがって、カメラ５０もまた、標的ゾーンΖ_１に向けられている。カメラ５０は、透明部分５４、より正確には軸Ｘ２を中心としたＰｌｅｘｉｇｌａｓ（登録商標）としても知られているポリ（メチル）メタクリレートまたはＰＭＭＡで作られた円筒部分によって、キャビティ２６から分離されている。この部分５４は、カメラ５０がキャビティ２６および膜２８を介して画像を取り込むことを可能にする。

膜２８の薄い厚さは、トランスデューサ３２から来る超音波とビデオカメラ５０によって取り込まれた画像とを含む、この膜を通過する波の摂動を回避する。言い換えると、膜２８によって、顕著な視覚的干渉または音響減衰は発生しない。

装置２はまた、その後方部分２０Ｂ内に受け入れられ、トランスデューサ３２およびカメラ５０を制御し、それらをシステム４の他の部分に接続するために使用されるプリント回路基板またはＰＣＢ６０を含む。

本体２０もまた、一度物品５０および６０が本体２０に固定されると、後方部分２０Ｂに取り付けられるように適合されたカバー２０Ｅを含む。制御スイッチ７０は、カバー２０Ｅに取り付けられ、適切なとき、ＰＣＢ６０を介してトランスデューサ３２を作動させるために施術者によって使用される。

リアキャップ８０は、後端２４とカバー２０Ｅの後方部分とに取り付けられている。リアキャップ８０は、本体２０の残りの部分に対して所定位置にカバー２０Ｅを保持する。カバー２０Ｅとは別に、本体２０は一体的である。リアキャップ８０には、図１ないし３には示されていない電線を介して装置２を装置４の他の部分に電気的に接続することを可能とする孔またはコネクタが設けられている。そのような孔が図３に見える。実際、図１～図３では、明確化のため、電気ケーブルは示されていない。

図１～図３に示すように、装置２の一般的な円筒形状は、必要に応じて一方の指をスイッチ７０に押しながら片手で保持することを可能にする。

本体２０は、キャビティ２６を画定するその表面に、装置２の使用中に媒体３４内に潜在的に形成される気泡を収容するための図示されていない凹部を備える。さらに、キャビティ２６をカップリング媒体３４で満たすために、本体２０を貫通してチャネルが形成され、このチャネルの出口は参照番号３８で図３に示されている。

図４に示す使用構成では、ＰＣＢ６０は、点Ｐに集束される音波を生成するトランスデューサ３２を駆動するためにインピーダンスを整合するために使用される。図４において、矢印Ｓ６０は、ＰＣＢ６０によるトランスデューサ３２の制御を表す。

図４の例では、対象の組織Ｔの静脈瘤Ｖは、その内皮の破壊のために処置されるべきである。

カメラ５０は、この点Ｐが静脈瘤Ｖまたは類似の不整と一致するように、組織Ｔ、より具体的にはその皮膚Ｓに対して装置２を効率的に配置または「位置」するために使用される。システム４を使用する場合、施術者は、処置すべき静脈Ｖが位置する可能性のある患者の皮膚Ｓの主要ゾーンに装置２を接触させることによって、図８に示す第１のステップａ）で開始する。この一次ゾーンの識別は肉眼で行うことができる。

この方法はまた、上述のように患者の体内にキャビテーション気泡を発生させるために、トランスデューサ３２が作動されるステップｂ）を含む。

ステップｃ）も実行され、組織の画像フィードバックがカメラ５０を介して得られる。

ステップｂ）およびｃ）を効率的に実現するために、ＬＥＤ４０が作動されるステップｄ）が実施される。ステップｂ）の間に、ダイオード４０から来る光ビームＢ４０は、膜２８に直接隣接する組織Ｔの部分および装置２の前端面Ｓ２を照らし、カメラ５０が視認ゾーンを表す円錐Ｃ_５０内の画像を取り込むことを可能にする。言い換えれば、図４の灰色で識別される組織ＴのゾーンＺ_２は、ビームＢ４０による光の拡散を介して標的とされるか、または照らされる。このゾーンＺ_２は、皮膚Ｓの円盤と、この円盤の下の組織Ｔの層とを含む。これにより、比較的簡単で安価な装置であるビデオカメラ５０が、静脈Ｖを可視化することができる画像を効率的に取り込むことを可能にする。

ＬＥＤ４０によるゾーンＺ_２の照明は、カメラ５０が画像を取り込む限り生じる。言い換えれば、ステップｃ）は、ステップｄ）が実施されたときのみ生じる。

有利には、ステップｂ）も、ステップｄ）が実施されたときのみ生じる。

システム４はまた、接続ラインＬ６を介してビデオカメラ５０に接続されたスクリーン６を含み、ビデオカメラ５０によって取り込まれた静脈Ｖの画像Ｖ’が方法のさらなるステップｅ）で示され得る。したがって、装置２を手持ちし、スクリーン６を見るシステム４のユーザは、組織Ｔのこの部分にビームＢ４０を集束させることによって静脈Ｖを効率的に処置するために、さらなるステップｆ）において、組織Ｔに関して装置２の位置を適合させることができる。換言すれば、ステップｆ）は、患者の皮膚Ｓおよび組織Ｔに対する装置２の配置を適合させるために器具２を使用して施術者によって実施される。ステップｅ）およびｆ）の間、ステップｂ）、ｃ）およびｄ）はまだ実施されている。特に、ユーザは、組織Ｔ内のその経路に沿ってこの静脈を処置するために、点Ｐをいくつかの位置で静脈Ｖと一致させるように、静脈Ｖに沿って装置２を移動させることができる。

周囲照明の可能な変化およびＬＥＤ４０によって放射される光に対する組織Ｔの応答の起こりうる変化を考慮に入れるために、ビデオカメラ５０は自動利得制御を有することが好ましい。これは、画像のコントラストを最適化することが、静脈または不整をスクリーン６上に表示することを可能にする。

システム４はまた、信号カプラ８と、信号カプラ８から出力される信号Ｓ８を取得して処置する電子制御ユニット１０と、制御信号Ｓ１０を介してユニット１０によって制御される信号発生器１２と、カプラ８に増幅された信号Ｓ１４を送る増幅器１４とを含む。

本発明の有利な態様によれば、組織Ｔ内の超音波を監視することによってキャビテーションを制御するためにトランスデューサ３２も使用され得る。このような場合、散乱された超音波のレベルを表す信号に対応する、各トランスデューサ３２の出力信号Ｓ３２は、それを信号カプラ８および電子制御ユニット１０に供給するＰＣＢ６０に送られる。ラウドスピーカ１６のような出力装置は、組織Ｔ内のキャビテーションレベルの効率を施術者またはシステム４のユーザに知らせるために使用される。例えば、スピーカ１６によって放射される音のレベルおよび／または周波数は、トランスデューサ３２の出力信号Ｓ３２に基づくことができ、こうして散乱された超音波のレベルが表される。

あるいは、ラウドスピーカ１６の代わりに、専用スクリーン、スクリーン６のサブスクリーン、またはキャビテーションが発生したときに点滅する施術者が可視可能なＬＥＤまたはランプなど、検出された超音波について施術者に知らせるための他の手段が使用され得る。

本発明の別の実施形態によれば、トランスデューサ３２とは異なるセンサが、組織Ｔ内のキャビテーションレベルに関して電子制御ユニット１０に情報を提供するために使用され得る。

実用的な観点から、可視領域にあるＬＥＤ４０によって放射される光の波長は、サブ表面散乱またはＳＳＳを含むゾーンＺ_２の効率的な照明を可能にする、５８６ナノメートル（ｎｍ）から６０５ナノメートル（ｎｍ）の間、特に黄色および／または橙色スペクトルで選択され得る。

図３に示すように、本体２０の後方部分２０ＢＡには、ＰＣＢ６０を適所に保持するためのスライド２０Ｆが設けられている。これらのスライドはまた、キャビティ２６にカップリング媒体３４を供給するための１つまたは複数のチューブを収容するために使用され得る。そのような場合、これらのチューブは、図３の参照符号３８で示された出口を有するチャネルに接続される。

リング３０は、端面３０２に向かって収束する斜面３０３を有する。これは、装置２の使用中に装置２と皮膚Ｓとの間の境界を画定する面３０２が、ＬＥＤ４０がこのリング内に収容されるため、縮小させることができないリング３０の外径Ｄ３０よりも実質的に小さい直径Ｄ３０２を有することを可能にする。これは、対象または患者の皮膚Ｓ上の摩擦面を円盤の直径Ｄ３０２に縮小することを可能にする。実際には、斜面３０３は、面３０２と面３０３との間の角度βが３０°と４５°との間になるように寸法がとられ、向けられる。

装置２は、上述したようなスクリーン６を見ることができる施術者によって、片手で、容易に操作できる。デバイス２は人間工学に合った大きなペンまたはプローブとして使用される。実際には、組織Ｔに対する装置２の配置および変位が、あるユーザと他のユーザとで異なるため、施術者の習慣に応じて、彼または彼女は異なる指で本体２０を握るかもしれない。このことを考慮するために、本発明の図示しない態様によれば、本体２０内のビデオカメラ５０の位置および／または向きは調整可能である。

施術者が装置２の使用を開始し、照明手段が起動されて皮膚Ｓを支持するとき、患者の皮膚Ｓと接触するリング３０内にＬＥＤ４０が取り付けられているので、ＬＥＤ４０から照射ゾーンＺ_２に伝達される光量は最大になる。これにより、ビデオカメラ５０によって取り込まれた画像の品質が改善される。

図５～図７に表された本発明の第２の実施形態では、第１の実施形態のものと同様の第２の実施形態のデバイス２の部分が同じ参照番号を有する。この第２のデバイスまたはプローブ２は、図４のシステムの一部として使用することもでき、第１の実施形態のデバイス２として実質的に機能する。ここでは、第１の実施形態との相違点のみを説明する。

リアキャップ８０は、弾性舌部８０Ｃと対応する凹部８０Ｄとによって互いに締め付けられた２つの半部分８０Ａおよび８０Ｂから形成されている。この実施形態では、ＬＥＤ４０は、軸Ｘ２を中心にして均等に分配された貫通孔２０４内に受け入れられ、カラー２０Ｄ内に設けられる。

図７は、キャビティ２６に接続された出口３８を有するチャネル２０Ｇに整列された本体２０の１つのスライド２０Ｆを示す。チャネル２０Ｇおよびキャビティ２６に供給するために、スライド２０Ｆ内には、図示されていないチューブが設置され得る。このキャビティは、３つのリング、即ち内側リング３１、中間リング３３および外側リング３５で囲まれた本体２０の前方部分２０Ａ内に作られている。保持部材５３は、リング３３とリング３５との間の界面に設けられている。リング３５は、ＬＥＤ４０によって構成された光源を有して、軸Ｘ２に平行な方向に沿って整列され、これらのＬＥＤによって放射された光のための導波管を装置２の端面Ｓ２に向けて形成する。

この第２の実施形態は、焦点Ｐと膜２８との間に画定された軸方向距離の調節に適合するように設計されており、施術者が組織Ｔへのキャビテーションの浸透の深さを調整することを可能にする。その目的のために、リング３１は、リング３３に設けられた雌ねじと嵌合する雄ねじを有するように設計されている。このリング３３にはまた、図示しないＯリングが挿入された円周溝５１が設けられている。リング３１は、本体２０の前方部分２０Ａに密封結合されている。リング３３はリング３１にねじ止めされ、膜２８は保持部材５３によってリング３３に締め付けられるか、または保持部材５３に直接接着される。このアセンブリは、カップリング液で満たされ、溝５１内に配置されたＯリングのおかげで、軸Ｘ２に沿ったリング３３の位置に関わらず、密閉が保たれる。リング３５は、ＰＭＭＡまたは他の透明なプラスチックのような透明な材料で作られている。それはリング３３に挿入され、ＬＥＤ４０によって放射された光の伝導を保証する。

外側リング３５の前縁３５２は、軸Ｘ２に向かって後方に傾斜し、膜２８はリング３５と３３との間に締め付けられる。

リング３７は、後方部分２０Ｂおよび本体２０のカラー２０Ｄの周りに取り付けられ、ＬＥＤ４０およびその配線を使用者との接触から保護する。第１の実施形態と同様に、超音波源を形成するトランスデューサ３２、ＬＥＤ４０およびビデオカメラ５０が本体２０に取り付けられる。この場合、ＬＥＤ４０は、本体２０に形成された孔２０４内に直接取り付けられているが、第１の実施例ではＬＥＤ４０は、この本体に固定されたリング３０を介して本体２０に取り付けられている。

この第２の実施形態では、トランスデューサ３２、ＬＥＤ４０およびカメラ５０もまた、トランスデューサ３２の焦点ＰおよびＬＥＤ４０の収束点Ｑを含む、図６で視認可能な標的ゾーンＺ_１に向けられている。

この第２の実施形態の装置２は、図８の方法を実施するために使用され得る。

両方の実施形態では、照明手段としてのＬＥＤの使用は、寿命の点で、および患者の皮膚の焼灼を避ける白熱電球と比較して、ダイオードが比較的低い温度であるために有利である。また、ＬＥＤの点灯電力は容易に調整され得る。

両方の実施形態において、ビデオカメラ５０のボアサイトが中心軸Ｘ２上に整列されるという事実は、装置２が使用されているとき、このボアサイトが患者の皮膚５に対して全体的に垂直になることを導く。これにより、より直観的に使用できる。

両方の実施形態では、ＬＥＤ４０がトランスデューサ３２の周りに配置されているので、光ビームＢ４０はキャビティ２６を横切る必要はない。これは、カップリング媒体３４を横切る光ビームＢ４０に対する反射問題を回避するが、そのような反射は、ビデオカメラ５０によって取り込まれた画像の品質を変える可能性がある。

本発明は、装置２がトランスデューサ３２によって形成された３つの超音波源を含む場合について、上記で説明された。しかし、それはまた、２つのそのような源または４つ以上のそのような源を有する単一の超音波源で動作することができる。単一のトランスデューサを超音波源として使用すると、気泡は放射力によって押しのけられることがある。このため、そのような場合には、高度に焦点化された超音波源が好ましい。いくつかの超音波源を使用することの関心は、キャビテーション気泡が閉じ込められうる焦点ゾーンに干渉のネットワークを作り出すことである。このアプローチの別の関心は、処置空間分解能を改善するために焦点体積のサイズを縮小することである。

本発明は、ビデオカメラが可視領域内で動作する場合について、上記で説明された。あるいは、赤外線（ＩＲ）ビデオカメラを使用することもできる。そのような場合、膜２８およびカップリング媒体３４はＩＲ範囲で光学的に透明であり、ゾーンＺ_２を照らすために使用される光が適合される。

別のアプローチによれば、異なる波長の照明光、例えば、紫外線が特定の標的を強調表示するために、使用されてもよい。これは、蛍光剤の注入と組み合わせることができる。

本発明は、静脈瘤の処置のために使用される場合について、上記で説明された。それはまた、座瘡、しわ、蜂巣炎、入れ墨、メラノーマおよび／または子宮内膜の処置に使用することができる。また、人間や動物の体内で超音波を発生させるためにも使用できる。

本発明の代表的でない代替の実施形態によれば、キャビティ２６を満たすカップリング媒体は固体であってもよい。そのような場合、膜２８は省略することができる。

本明細書で上述した実施形態および代替実施形態は、本発明の新しい実施形態を生成するために組み合わせることができる。

Claims (17)

1. 軟質固体（Ｔ）の標的領域（Ｖ）に超音波を発生させるための装置（２）であり、軟質固体内に超音波を発生させる少なくとも２つの超音波トランスデューサ（３２）を含む装置であって、
   ２つの超音波トランスデューサ（３２）は、超音波源に対する装置の端面（Ｓ２）を超えて、装置の本体（２０）に取り付けられ、標的ゾーン（Ｚ_１）の共通の焦点（Ｐ）に集束し、
   装置は、軟質固体（Ｔ）のゾーン（Ｚ_２）を表面下の散乱によって照らすための発光ダイオード（４０）で構成された複数の照明手段と、照明手段によって照らされたゾーン（Ｚ_２）の画像（Ｖ’）を取り込むためのビデオカメラ（５０）とを含み、
   発光ダイオード（４０）は、全ての超音波トランスデューサ（３２）の焦点（Ｐ）を含む装置の中心軸（Ｘ２）の周りに分布され、
   超音波トランスデューサ（３２）、発光ダイオード（４０）およびビデオカメラ（５０）は、装置の本体（２０）に取り付けられ、標的ゾーン（Ｚ _１ ）の共通の焦点（Ｐ）に向けられ、
   ビデオカメラ（５０）のボアサイト（Ａ５０）は、装置（２）の中心軸（Ｘ２）上に位置合わせされ、
   ビデオカメラ（５０）がボアサイト（Ａ５０）を中心とした円錐（Ｃ５０）内の画像を取り込み、
   全ての超音波トランスデューサ（３２）の前に位置するキャビティ（２６）が流体カップリング媒体（３４）で満たされ、膜（２８）によって塞がれ、
   膜（２８）は、装置（２）の端面（Ｓ２）に属し、可撓性、音響的および光学的に透明であり、平行な主表面を有し、５０μｍ未満の厚さを有する、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記流体カップリング媒体（３４）は、１．４５～１．６５×１０^６ｋｇ・ｓ^－１・ｍ^－２の音響インピーダンスを有し、光学的に透明である、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 発光ダイオード（４０）がキャビティ（２６）の周りに分布している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記発光ダイオード（４０）は、前記本体（２０）に設けられた、または前記本体（２０）の周囲に取り付けられたリング（３０）に設けられた一連の孔（２０４；３０４）内に取り付けられ、
   前記発光ダイオード（４０）によって放射された光ビーム（Ｂ４０）が前記キャビティ（２６）を横切らないように、孔が前記中心軸（Ｘ２）の周りに分布される、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記ビデオカメラ（５０）の前記ボアサイト（Ａ５０）は、前記本体（２０）にも取り付けられた透明部分（５４）を横切っており、前記ビデオカメラを前記キャビティ（２６）から分離する、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記発光ダイオード（４０）は、前記超音波トランスデューサ（３２）の周りに配置される、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記発光ダイオード（４０）によって放射される光の波長は、５８６～６０５ｎｍで選択される、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記ビデオカメラ（５０）は、自動利得制御を有する、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記標的領域（Ｖ）内の超音波を検出するための検出手段（３２）と、超音波の各散乱レベルを表す信号をユーザに提供するための手段（１６）とを含む、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記発光ダイオード（４０）は、前記軟質固体（Ｔ）の表面（Ｓ）に接触して、支持するように適応する支持部材（３０）上に取り付けられる、ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記本体（２０）は片手に保持されるように設計、構成されている、ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記装置の本体内の前記ビデオカメラ（５０）の位置および／または向きが調節可能である、ことを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 超音波源に対する装置の端面（Ｓ２）を超えて、装置の本体（２０）に取り付けられ、標的ゾーン（Ｚ_１）の共通の焦点（Ｐ）に集束する３つの超音波源を含む、ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 膜（２８）は、約３５μｍの厚さを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
15. 前記流体カップリング媒体（３４）は、約１．５４×１０^６ｋｇ・ｓ^－１・ｍ^－２に等しい、ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
16. 前記発光ダイオード（４０）によって放射される光の波長は、黄色および／または橙色スペクトルである、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
17. 軟質固体（Ｔ）の標的領域（Ｖ）に超音波を発生させるためのシステム（４）であって、
    前記システムが、
    請求項１～１６のいずれか１項に記載の装置（２）と、
    装置のビデオカメラ（５０）によって取り込まれた画像を表示するためのスクリーン（６）と、を含む、ことを特徴とするシステム。

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