JPH03503610A - 超音波定位及び治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 超音波定位及び治療装置 発明の背景 本発明は、一般的には、超音波を使用して疾患や膿よう等を処置する技術に関す る。特に、本発明は映像化機能及び処置機能のために超音波を使用する映像化及 び処置装置に関する。この処置は患部の組織を除去することにより行う。

大半の疾患は全体的であれ部分的であれそれ自体集中的に発生する。これらの疾 患は、例えば、脳における疾患、胸部における疾患、肝臓における疾患、前立腺 における疾患である。内科的方法即ち投薬方法が不適切な場合や有効でない場合 は外科的方法を伝統的に採用しているが、外科的方法による手術は患者にとって 重大な危険を伴い、患部全体を完全に除去できない場合もある。

集中超音波を使用して組織に大きな障害を与える（即ち集中超音波により疾患組 織を除去する）ような侵入しない処置（即ち医療器具を体内に入れないで行う処 置）の価値についての論争はない。ただ、超音波を使用する処置方法における難 点は患部の大きさ、形、位置を決定するため患部を映像化する必要があることで ある。手術の如き（体内へ）侵入する処置においてはこのような映像化の問題は 通常生じないが、侵入しない処置においては大きな問題となる。

本願と同日付で出願した「超音波による脳組織障害除去装置（ｔｌＬＴＲＡｓＯ ＵＮＤ　ＢＲＡＩＮ　ＬＥＳＩＯＮＩＮＧ　ＳＹＳＴＥＭ）Ｊ　　なる本出願人 に係る出願明細書には、脳臘よう組織に大きな障害を与えてこれを除去する処置 が記載されている。この処置技術では、超音波、ＣＴ又はＭＨＩ走査による透過 作用を使用し、そのデータをコンピュータでデジタル化し、頭骸固定装置からの 標識基準値を使用してトランスジューサのための駆動装置に対するプログラムを 予め作成する。コンピュータ制御により、筋腫ようの位置を定め、６腫ように集 中超音波線を適用量導いて大きな組織障害を生じさせるように位置決めするため トランスジューサを自動的にプログラム作動させる。

筋腫ようのためのこの位置転移技術に代わるものとして、超音波を使用して患部 を映像化するものがある。ＣＴ又はＭＲＩ走査及び頭骸固定装置があるため脳組 織障害による除去は幾分ユニークであるから、上記出願明細書に記載の映像化技 術は他の病巣患部を除去するための最適な技術とはならないかもしれない。

これら他の病巣患部の一部は経皮的なモード又は内部手術モードにおいて超音波 を使用するにより最も有効に処置できる可能性があるので、設計するトランスジ ューサの素子及び選択すべき材料が蒸気加圧滅菌に対して適当なものとなること を保証する必要がある。

本発明は映像化トランスジューサと治療トランスジューサとを有するように設計 された超音波映像化及び治療装置を提供する。殺菌しなければならない構成上の 部分は蒸気加圧滅菌が可能な材料を選択してその材料でつくる。

超音波を使用しての経皮的なモードでの疾患部の処置についての他の関心は、プ ローブについての肉体に入れられる大きさ及び形状である。上記出願明細書に記 載のトランスジューサは患者の外部で使用するから、その大きさく寸法）や組立 てについて考慮する必要がない。しかし、直腸や食道等においての検査及び処置 モードに対しては、プローブの構造が問題となる。

上記出願明細書に記載のトランスジューサの構造は本発明のある実施例に採用で きるが、その寸法をある程度縮小する必要がある。更に、トランスジューサ組立 体を蒸気加圧滅菌すべき場合には、加圧滅菌の高温に耐えられる最終製品を提供 するためにはある種の材料を交換する必要がある。

関連する実施例においては、処置トランスジューサと組み合わせて映像化トラス ジューサを使用する概念は前立腺の処置について記載されている。この特定の形 状は他の体内の空洞（腔）に使用するのに適している。ただし、処置すべき領域 を映像化するためにも超音波を使用するような体内空洞内からの超音波による処 置装置は現在まで存在しなかった。

発明の概要 本発明の一実施例に係る疾患組織に組織障害を生じさせるための映像化及び処置 トランスジューサは、主区分と着脱可能な囲いとを有するトランスジューサハウ ジングと、この着脱可能な囲い内に位置した可動映像化トランスジューサ手段と 、着脱可能な囲い内に位置した可動悠理トランスジューサ手段と、２つの自由度 で映像化トランスジューサ手段に回転運動を与える第１駆動手段と、２つの自由 度で処置トランスジューサ手段に回転運動を与える第２駆動手段と、から成り、 映像化トランスジューサ手段及び処置トランスジューサ手段は実質上同軸の焦点 軸線を有し、第１及び第２駆動手段は互いに独立に作動できるようになっている 。

本発明の他の実施例に係る、疾患組織に組織障害を生じさせることにより超音波 映像化及び処置を行うための直腸その他の体内空洞用映像化及び処置トランスジ ューサ組立体は、流体を満たしＩ；可撓性の壁を有する囲いと、この囲い内に位 置した可動映像化トランスジューサと、囲い内に位置した可動処置トランスジュ ーサと、囲い内に位置し処置トランスジューサと整合していて、処置トランスジ ューサからの集中超音波線の方向を変更するＩ；めの反射をスキャナーと、処置 トランスジューサに回転運動を与える第１駆動手段と、映像化トランスジューサ に直線運動を与え第１駆動手段とは独立に作動する第２駆動手段と、映像化トラ ンスジューサ及び処置トランスジューサへ回転運動を同時に与える第３駆動手段 と、から成る。

本発明の目的の一つは、映像化トランスジューサと処置トランスジューサとを有 する改良したトランスジューサ組立体を提供することである。

本発明の関連する目的及び利点は以下の説明から明らかとなろう。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の典を的な実施例に係る超音波処置装置の構成図、 第２図は第１図の装置に使用するのに適したトランスジューサ組立体の断面側立 面図、 第３図は第２図のトランスジューサ組立体に使用するに適したトランスジューサ の断面前立面図、 第４図は前立腺用の映像化及び処置のための超音波プローブの概略斜視図、 第５図は第４図の超音波プローブの倒立面図、第６図は反射型スキャナーの形状 及び支持部の詳細を示す第４図の超音波プローブの側断面図、 第７図は処置トランスジューサの構成及び支持部の詳細を示す超音波プローブの 側断面図、 第８図は映像化及び処置制御のため第４図のプローブに結合した制御ユニットの 断面側立面図である。

好ましい実施例の説明 本発明の詳細な説明し、理解する目的で、以下、図面に示す実施例を参照し、特 定の用語を用いて実施例を説明する。しかし、本発明はこの実施例に限定される ものではなく、本発明の属する技術分野における当業者なら、図示の装置に対す る変形や更なる修正、以下説明する本発明の原理の更なる応用が可能であること は言うまでもない。

第１１！！には、超音波処置装置をブロック線図で示し、トランスジューサハウ ジング２２のダイアフラム即ち膜２３が適当な台２１上で寝ている患者２０に接 触している状態をも示す。膜と患者との間に適当な結合手段を採用し、治療トラ ンスジューサ２４を脱ガス水２５内に配置する。内部手術モードにおいては、膜 ２３を有する殺菌ハウジング２２を内部器官即ち内部組織上に位置する殺菌流体 に直接接触させる。組織即ち器官への誘導はハウジング２２の内部に位置した超 音波映像化素子２８により提供される。治療トランスジューサ２４と作像トラン スジューサである映像化素子２８との相対寸法及び位置関係を第２図に明示する 。

オペレータは、モニター２９に映っｔ；トランスジューサ２８からの超音波画像 を見ながらハウジング２２を手動で適所に位置決めする。ハウジング２２は回転 軸線を有し回転矢印で示すように回転できる関節状アーム３０．３１に支持され ている。

垂直運動はベース支持体３２により与えられる。処置のために装置を適当に位置 決めしたとさ、関節状アーム及びその回転軸線を適所に係止する。映像化トラン スジューサ２８の走査により、処置量（体積）が画定（決定）され、これをコン ピュータ３５に記憶させる。周囲の組織に対する深さ及び方位に関する処置体積 の空間位置も画定される。モニター３６に映っｌ；組織及び器官を参考にして、 処置すべき空間的な範囲を計算する。

超音波の強さ及び作動期間についての適用量パラメータをコンピュータ３５に入 力する。

処置範囲が確立されると、装置は処置体積にわたって自動的に進行し、個々の除 去すべき病巣組織障害部を定める。電力増幅器３７はコンピュータ３５の制御の 下に各病巣部に対して治療トランスジューサ２４に駆動エネルギを提供する。脱 ガス水装置３８はトランスジューサハウジング２２の内部に脱ガス水を提供し、 温度制御装置３９は、治療期間中、脱ガス水を一定の温度に維持する。必要なら 、オペレータは治療をいつでも中断でき、まｔ；、中断時の位置から治療を再開 できる。

ごく一般的であるが、手術用及び制御用電子装置が患者から遠く離れている場合 は、局部的なキーボード制御装置４２を設けてこれをコンピュータ３５に接続す る。また、コンピュータ３５には、超音波誘導及び位置決め装置４３と、駆動及 び制御装置４４とが接続しである。

第２図には、トランスジューサ組立体２７を示す。この組立体２７は、金属リン グ内に装着しＩ：球面状のセラミック圧電素子でできｔ；映像化トランスジュー サ２８を有する。この金属リングに取り付けｔ；中空の金属ロッド４７は金属ハ ウジング４９内のＯ−りングシール４８を通って延びている。ハウジング４９は 、板５１を貫通して延び０−リング５２によりシールされた金属ハウジング５０ に取り付けである。トランスジューサ２８はベベルギヤ５５．５６を介して駆動 せしめられる口７ド４７の回転によりセクター運動で（矢印で示すように）機械 的に回転せしめられる。ギヤ５５はロッド（シャフト）４７に取り付けてあり、 ギヤ５６は駆動シャフト５７に取り付けである。

シャフト５７はモータ５８により回転駆動せしめられ、このモータにはエンコー ダが組み込まれていてトランスジューサ２８の角度位置を知ることができる。ト ランスジューサ２８の角度位置が判れば、セクター７オーマツト（映像化）表示 のための角度情報が得られる。トランスジューサ２８に対する電気駆動ハルス及 ヒ受信パルスのやりとりは、トランスジューサ２８の圧電素子に取り付けられロ ッド４７の中空部分を通って延びるリード線５９を介して行われる。ステッピン グモータ６４により駆動せしめられるギヤ６３と噛合しハウジング５０に取り付 けたギヤ６２を使用して管状ハウジング５０を回転させることにより、トランス ジューサ２８はトランスジューサハウジング２２の下から見て図面の紙面に垂直 な平面内で回転する。このステッピングモータ６４はエンコーダを有していて、 この特定な回転運動平面内でのトランスジューサ２８の位置を確立する。

トランスジューサ２４は軸部材６７上で回転する。この回転はベルト６９により 駆動せしめられるスプロケットギヤ６８を介して達成され、ベルト６９はスプロ ケット７０により駆動せしめられる。スプロケット７０はシャフト７１により駆 動せしめられるが、シャフト７１は噛合するベベルギヤ７２．７３により回転駆 動せしめられる。ベベルギヤ７３はシャフト７４に取り付けられてこのシャフト により駆動せしめられる。シャフト７４は管状ハウジング７７に取り付けた頂板 ７６内のＯ−リングシール７５を貫通し回転可能である。トランスジューサ２８ ．２４は、それぞれの超音波ビームの集束軸線が実質土工いに同軸となるように 、位置決めされる。

管状ハウジング７７は０−リングシール８０を貫通し、板５１に関して上下に移 動できる。板５１は、この板５１に装着され装置のまわりで全体的に（３６０° ）回転するギヤ８２を介してリング８１内で回転できる。板５１及びりング８１ の下方の部分（これらの板及びリングを含む）は加圧滅菌を行うためにリング８ ３から着脱できるようになっている。リング８３ａは別部品として示しであるが 、実際にはリング８３７こ取り付けである。これらの部材は、取り外した部品に ついての加圧滅菌処理期間中、支持（関節）アームと一緒に取り外されないまま の状態にある。同様に、加圧滅菌の際には、ギヤ８５も取り外さない。加圧滅菌 に際して、頂板７６はハウジング７７及び板５１と一緒に取り外される。

加圧滅菌の後、板５１及びリングギヤ８２をリング８３内へ挿入し、リング８３ ａの周辺部のまわりに位置する複数個のピン８４によりこの板をリングに取り付 ける。板５１の回転は、エンコーダを有するステッピングモータ８６に取り付け ｔ：ギヤ８５により駆動せしめられる円形リングギヤ８２により達成される。板 ５１が回転しｔ；とき、これに取り付けたすべての部材（トランスジューサ２４ を含む）は同時に回転する。板７６を取り付けたとき、駆動シャフト７４は、エ ンコーダを有するステッピングモータ９１に取り付けたシャフト９０と係合する 。

板５１及びリング８１を挿入したときには、トランスジューサ２４への駆動電力 源として加圧装置９２が接続される。トランスジューサ２４の垂直運動は板７６ とリンク接続するチューブ８９に取り付けＩ；リング９５を介して行われる。リ ング９５は部材９６内で自由に回転でき、この部材９６はこの部材に設けたラッ クギヤ９７により上下に駆動せしめられる。部材９６の運動はスライド装置９８ により制限される。ラックギヤ９７はエンコーダを有するステッピングモータ１ ００に取り付けたギヤ９９により駆動せしめられ、エンコーダは部材１０２によ りりング８３の頂表面１０１から離間して支持されている。室１０３への脱ガス 水２５の充填は、０−リング１０５を通してリング８１に接続したチューブ部材 １０４を介して行われる。

室１０３内の槽温度は、チューブ部材１０４を通って導入される制御された温度 の流体を循環させるコイルにより維持される。

治療トランスジューサ２４は３つの自由度を有する。すなわち、軸線１０６のま わりで回転でき、矢印１０７で示すように上下運動でき、軸線１０８のまわりで 回転できる。これらの運動を利用することにより、トランスジューサ組立体２７ を適所に係止したのちに、大きな組織障害を形成することができる。

第３図には、処置トランスジューサ２４の内部構造を詳細に示す。この図には軸 部材６７は示さず、トランスジューサに接続したコイル状ワイヤとして第２図に 概略的に示した電カケープルは第３図では同軸ケーブルとして示す。第２図には 一部の内部空間のｔ；めの空気加圧装置９２を示すが、第３図では、同様の空気 加圧装置１８８、及びトランスジューサ２４内の他の内部空間のためのシリコン 油の圧力を制御する空気加圧装置１９６をも示す。

第３図を参照すると、トランスジューサ２４は、すべての所定の駆動レベルで安 定した音響出力を得るために設けた数債のユニークな特徴を有する。これらの駆 動レベルは制御された病巣組織障害を生じさせるに必要なものである。この必要 な目的を達成するためには、この特定の実施例において使用するほぼ円形の（デ ィスク）水晶板１６１の如き安定しＩ；音響発生源が必要である＠水晶板１６１ は、平坦に維持され、はぼ円形の平凹レンズ１６２（この構造は後に説明する） に平行に維持される。レンズ１６２は、焦点での超音波ビームの生強度長さを最 小化するための楕円形凹面を有する硬質陽極酸化アルマイトレンズである。水晶 板１６１の平坦性、及び一定距離だけ離間しての板１６１．１６２の平行性を維 持するために、レンズ１６２のアルミニウムの平坦な側を正確に平坦に機械加工 し、このレンズの表面上には、機械加工された少なくとも１／８インチの直径の ロッド１６３が設けられ、このロッドは、空間１６５内に位置するシリコンオイ ル内に１／４波長に等しい距離だけレンズ１６２の表面の上方に延在させる。

±０．０００１インチの許容誤差内でこの１／４波長の間隔を維持するためには 、アルマイトレンズ１６２の外側周辺リップ部１６２ａが陽極酸化されていない 表面（平坦な上表面、下表面及び外縁表面）を提供し、これらの表面をハウジン グ１６４及び端板１６４ａの平坦な機械加工した表面に直接接触させる。ハウジ ング１６４は環状のリング形状を呈し内方及び上方に向いｔ；リップ部１６４ｂ を有し、このリップ部の下面はリップ部１６２ａの上表面に接合し、上面は板１ ６１を支持する。

このリップ部の高さは正確に機械加工される。その理由は、このリップ部が板″ １６１とレンズ１６２との間の１／４波長の間隔を決定する手段となるからであ る。ロッド１６３は周辺縁支持部間に位置しているので板のための中央安定手段 を提供し、水晶板の上下表面間の圧力差動手段を提供する。板１６１とレンズ１ ６２との間の空間１６５（１／４波長の間隔即ち高さを有する）は、リップ部１ ６４ｂ内の径方向の開溝を通して自由に注入されるシリコンオイル１６６で満た される。本応用例に適したシリコンオイルは米国のダウ・コーニング（Ｄ６Ｖ　 Ｃ＋＋ｒ＋１１ｍ１）社製の第７１０番流体（７１Ｇ　！＋＋＋ｉｄ）である。

ガスケット１６４ｃを用いて空間１６５内のオイルをシールする。

水晶板１６１に電気的に接続した１つの金めつきし表面仕上げした電極は、リッ プ部１６４ｂの機械加工した上面に直接接触し、水晶板のための電気接地接点を 提供する。

板１６１をハウジング１６４に加圧接触させておくため、平坦で可撓性のガスケ ット１７１を金属部材１７２を介して板１６１に強固に圧接させる。板１６１へ の電源のための電気接点を提供するため、約ｏ、ｏｏｉインチの厚さの軟質金属 （金、真ちゅう、銀）箔でできた電極１７３が圧縮ガスケット１７１の下方で途 中まで延びており、ガスケット１７１の残りの部分はシリコンオイルのためのシ ールとして作用する。板１６１の電源電極及び接地電極は板１６１の縁部までは 延びておらず、シリコンオイルはこの縁部のまわりでの絶縁を提供する。箔の電 極１７３は一連の金属ネジ１７４で金属部材１７２に取り付けられている。

水晶板１６１を駆動する高周波電源を提供するため、ケーブルから引剥がされ且 つ板１８１の下で金属板１８２にクランプされた金属シース１８０を有する同軸 ケーブル１７９を設ける。

この同軸ケーブルは中央の穴を介して板（金属部材）１７２に側部で圧接する端 部プラグ１８４を有する。空間１８５は、水晶板１６１に音響的な逆負荷をかけ ず、この空間１６５及びレンズ１６２を介してすべての音響出力をレンズ１６２ 前面の流体へ導くようにする空気空間である。水晶板１６１の平坦性、及びこの 板とレンズ１６２の平坦表面との平行性を保証するため、空気空間１８５及びト ランスジューサハウジング１６４内の他のすべての空間はチューブ１８６を介し て部材１８７内で加圧される。この空気の加圧によって水晶板１６１を機械加工 したロッド１６３に接触保持させ、必要な平行性を維持する。

圧力は圧力源１８Ｂから供給される。

空間１６５内の圧力に関する空間１８５内の正の差動圧力を維持するため、空間 １６５から流れ出入り溝１８９を介してカラム１９０及び槽１９１内へ通じる流 れ連通が提供される。これらの領域はすべてシリコンオイルで満たされ、槽１９ １を覆う薄い可撓性のダイアフラム即ち膜１９２により圧力平衡が保たれる。膜 １９２の上方には空気空間１９３が存在し、この空間は可撓性のチューブ１９４ 及び剛性のチューブ１９５を介して外気に通じている。

装置が最大音響出力で作動しているときに水晶板１６１とレンズ１６２との間の 空間１６５内のオイルのキャビテーションを抑制するための別の特徴は、空間１ ９３へ大気より大きな圧力を与える加圧装置１９６により提供される。典型的に は、この圧力は空間１６５内のキャビテーション（１平方インチ当り４０−５０ ボンド程度）を防止するようなものである。空間１９３内のこの圧力は膜１９２ を介して槽１９１内のシリコンオイルへ容易に伝達され、次いでコラム１９０を 介して空間１６５内へ伝達される。圧力源１８Ｂにより提供される圧力は、板１ ６１を平坦に維持しロッド１６３を介してこの板をレンズ１６２に接触保持させ るために、装置１９６内の圧力より高く１平方インチ当り２ポンド程度である。

トランスジューサ組立体内の部材１９９は、ネジ２００により部材１７２をボル ト止めした絶縁部材である。ガスケット２０１はカラム１９０内に含まれたシリ コンオイルが同軸ケーブル１７９に到達しないようにする。金属板１８２はその 外周辺でハウジング１６４にボルト止めしである。オイルはノ１ウジング１６４ と板１８２との間に位置した０−リングシール２０３及びガスケット２０５によ りカラム１９０及び槽１９１内に保持される。部材２０６は板１８２にボルト止 めされシールされる。頂部の金属板２０７はネジ２０３によりノ１ウジング１６ ４にボルト止めされ、０−リング２０９を介してノ蔦つジングに対してシールさ れている。金属チューブ１９５はシール２１０を介して部材１８７に対してシー ルされている。同軸ケーブル１７９は水密に＃！持され、部材２１１及びＯ−り ング２１２を介して頂部金属板２０７に対してシールされている。

強い集束超音波で任意の複雑な寸法又は形状の組織障害部を生じさせる機能を達 成するためには、希望の病巣組織障害部以外の組織を傷つけずに個々の病巣組織 障害（これらから複雑な体積を発生させることができる）を生じさせ、連続的な 方法で個々の病巣組織障害を順次可能にする超音波適用量状態を提供することが 必要である。灰色及び白色の膿及び異常な脳組織として深い脳の位置に組織障害 を生じさせることにより筋腫ようを処置するためにトランスジューサ２４を使用 した場合、主要血管への消散を防止することが必要である。

主要位置での組織障害を生じさせることができる状態でこの機能を達成させるた めには、これらの超音波の強さを主要な組織障害位置で微細な気泡を生じさせな いような周波数の関数として導き出す必要がある。このためには、１ＭＨｆの超 音波周波数（人間の脳に深く侵入できるに必要な周波数）に対して、主要位置で の超音波の強さが１平方センチメートル当り３００ワツトを越えてはならないよ うにする必要がある。この強さにおいて及び一層低い強さに対しては、複数の個 々に連続する場所で、不当な効果（微細な気泡の発生）を伴わずに灰色及び白色 の膿の組織障害を生じさせることができる。側波数がＩＭＨ２以上に増大すると 、主要な位置の超音波の強さも増大し、微細な気泡は発生させないが、超音波周 波数が増大するにつれて脳組織内への侵入能力が戻ってしまう。一層表面側の脳 組織障害を発生させると考えられる高い周波数である４　Ｍ　Ｈｚの周波数にお いては、微細な気泡を形成させないような強さは１平方センチメートル当り少な くとも２１００ワツトである。これらの強さの限界において、各個の位置での超 音波照射時間は、微細な気泡を発生させずに病巣位置で組織を除去するに必要な 程度に数秒延長できる。

所望の大きさの組織障害部の境界を限定できるように個々の組織障害位置を収縮 させるＩ；めには、使用するトランスジューサの形状は病巣組織障害領域におい てｌ　Ｍ　Ｈｚの作動周波数で１５ｍｍ程度の半強度長さを与えるものとする。

この半強度の長さは、個々の組織障害部が白色の膿（白色の膿は灰色の膿より感 知し易い）として延在することを制限できるように人間の脳内の組織障害部を制 限する必要性と矛盾しない。

更に第３因を参照すると、蒸気加圧滅菌が可能なトランスジューサ組立体２７を つくるためには、高い加圧滅菌温度に耐え、組立体内で使用するシリコンオイル の吸い上げ力に抵抗できるように、ガスケット１７１は７ツ化シリコンでつくる 必要がある。この応用に適するシリコンオイルは必要な高温度耐性を有する前述 のダウ・コーニング社の第７１０番流体である。ダウ・コーニング社の第７１０ 番流体に接触するすべてのガスケットはフッ化シリコンでつくらねばならない。

ダウ・コーニング社の第７１０番流体に接触しない他のＯ−リンゴ及びガスケッ トはシリコンでつくることができる。絶縁体１９９は例えば米国のゼネラル・エ レクトリック社（Ｇｓｎｅｒｘｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）のウルテム（Ｉｌｌｔｅ 鳳）の如き高温度プラスチックでなければならない。同軸ケーブル１７９もまｔ ；テフロン絶縁体の如き高温度材料を含まねばならない。体積膨張室（槽）１９ １は、加圧滅菌処理期間中にシリコンオイルの体積膨張を許容できる７ツ化シリ コンの膜１９１を必要とする。蒸気加圧滅菌を実施したときにすべての差動膨張 を考慮して装置を構成する必要がある。

前述のように、超音波処置における経皮的なモード及び内部手術モードについて の主たる関心の１つは、加圧滅菌をする必要のある部分は蒸気加圧滅菌を行える ようにトランスジューサ組立体を設計する必要があるということである。先の処 置における使用により全体の組立体が汚染されてはならないことを考慮すれば、 選択した部材のみを加圧滅菌すればよく、これらの部材は前述のように着脱可能 とする。他の関心は処置を行う領域を映像化でさるようにすることである。体内 の適当な組織除去位置へ治療（処置）トランスジューサを案内するためには、あ る映像化手段を使用しなければならない。第１−３図の実施例においては、映像 化手段は映像化トランスジューサ２８である。処置における経皮的なモードにつ いての更に別の関心は、プローブ（トランスジューサ組立体及び）＼ウジング） の大きさ及び形状である。経皮的なモードは例えば直腸処置、食道装置を含む。

直腸経由による前立腺の定位及び処置（組織破壊）には、処置体積を定位し、次 いでその特定した体積に処置を施す能力が必要である。この特定な作業を達成す るための一形状を第４−８図で説明する。第４図の実施例において、超音波プロ ーブ２４０は直腸に挿入しＩ；状態で示し、前立腺２４１を映像化し処置するよ うに位置決めされている。また、第４図には、ぼうこう２４２及び直腸２４３を も示す。入口直径２４４を示すためプローブ２４０のテーバ状ステムの断面を概 略的に示す。プローブは直腸の入口領域２４５から挿入される。

第５図には、プローブ２４０の特徴及び部材を暗示する。上述の関心に答えて、 プローブ２４０は治療（除去）を行うための合焦トランスジューサ２４８を有し 、このトランスジューサは可撓性の囲い２５０内に位置したアーム部材２４９に 支持されこのアームに関して可動となっている。囲い２５０には水が満たしてあ って、直腸の壁に接触するように膨張できるが、一部の水を取り除きトランスジ ューサ２４８及び鏡２５６を回転させることにより、挿入を容易にするように寸 法を減少させることができる。アーム部材は、ユニットが直腸内にあるときに、 プローブの入口での直径が残りの部分の直径より小さくなるように湾曲している 。

映像化部材２５３はその内部空間にトランスジューサ２５４を備え、このトラン スジューサは前立線の方向に超音波作像ビーム２５５を発生させるように作動す る。トランスジューサ２４８は部材２４９に関して回転でき、円形（ディスク） 鏡２５６で導かれｔ；合焦ビームを有し、この鏡は前立線の所望の領域の方へビ ーム２５７を屈曲させ導くことができる。鏡２５６に関するトランスジューサ２ ４８の運動は前立線内でのビーム（合焦スポット）の深さを決めるために使用す る。トランスジューサのビームは一定の焦点を有するので、トランスジューサと 鏡との間で使用されるビーム長が短ければ短いほど、鏡から反射されるビーム長 は長くなる。トランスジューサ２４８はまた、プローブ２４０の長手軸線に沿っ て鏡２５６と一緒に直線運動できる０プロ一ブ部分全体は第８図に示すような外 部の手段１：より回転できる。

第６図には、アーム部材２４９による鏡２５６の支持方法及び関連部材を詳細に 示す。前述のように、トランスジューサ２４８を支持する部材２４９は回転及び 摺動延長部２６０Ｉ＝より鏡２５６をも支持する。アーム部材２４９は薄し）壁 の中空の可撓性のチューブでできており、このチューブの終端は開口していて、 部材２６２．２６３（第７図）及びノ（ンド２７３．２７４（第７図）を挿入で きる。延長部２６０は鏡２５６に剛直に取り付けてあり、スロット２６７を貫通 していて、部材２４９に関する鏡の直線運動を可能ならしめる。延長部２６０は 回転運動できるように部材２６２内に装着されており、部材２６２は部材２４９ の内側壁表面の一部として形成した上下トラック２６８内で運行する。第７因に は、部材２４９の延長部とトランスジューサ２４８への結合状態を示す。第６図 及び第７図は共に、超音波プローブ２４０の長手軸線に沿って見た側断面図であ り、鏡及びトランスジューサはその完全なディスク（円形）形状を示すように方 位決めされている。第７図の構造ｉｔ　１つの主要な差異以外は第６図の構造と 同じである。トランスジューサ２４Ｂのｔ；めの部材２６３．２７０，２７２． ２７４力）ら成る回転及び直線運動リンク機構は、部材２４９に関して、鏡のた めの部材２６２．２６９．２７１，２７３から外方に位置する０このため、トラ ンスジューサと鏡七七のリンク機構との間に干渉を伴わずに、鏡の直線運動と部 材２６３に関する鏡の回転とを独立に制御できる。

第８図には、プローブ２４０の減径端部に取り付けた制御ユニット２６１を示す 。トランスジューサ２４８及び鏡２５６の直線運動は、アーム部材２４９の形状 的な屈曲に適合できるように可撓性のストリップ又はバンドでつくった部材２６ ２，２６３の直線並進運動により達成される。部材２６２．２６３はリニアアク チュエータ及びエンコーダに接続され、これらはカップラ２６５．２６６を介す るブロック２６４として示す。この構成により、映像化部材２５３、及びトラン スジューサ２５４により生起せしめられたビーム２５５に関する治療トランスジ ューサ及び反射鏡の直線並進運動をコーディネートできる。合焦トランスジュー サ２４８及び反射鏡２５６の回転はクランクアーム２６９．２７０により得られ る。ピン２７１，２７２を有するクランクアームはバンド２７３．２７４により 駆動せしめられる。これらのバンドはカップラ２７５，２７６を介するブロック ２６４により示されるリニアアクチュエータ及びエンコーダに接続されている。

この特定な構成のため、合焦トランスジューサ２４Ｂ及び反射鏡２５６を回転さ せるｔ；めの直線並進運動及び（又は）相対並進運動をコーディネートすること が可能となる。

超音波プローブ２４０を直腸領域内へ挿入するとき、合焦トランスジューサ及び 反射鏡は患者内への侵入時におけるグローブの全体外形寸法をできる限り減少さ せるように回転せしめられる。鏡は軸線即ち部材２４９に関して回転せしめられ 、映像化トランスジューサ２５４が運動できる付加的な空間をグローブ内部に形 成する◎上記２つの鏡の回転時以外は、鏡は回転しない。

前立腺部分を映像化するとき、合焦トランスジューサ及び反射鏡は図示のように 並進せしめられ、前立線の自由映像を可能にし、次いで、トランスジューサ２４ Ｂ及び反射鏡２５６を位置決めしてビーム２５５により輪郭付けられた位置へビ ーム２５７を導く。これらの位置の決定はコンピュータでの計算によるエンコー ダでの決定により行われる。映像化部材２５３は、ラック２７９．ピニオン２８ ０、シャフト２８１及（／エンコーダ付き駆動モータにより直線運動せしめられ 、エンコード化される。直腸内で回転運動を提供するため、制御ユニット２６１ を含む全体の装置は、ピニオン即ち駆動ギヤ２８６及びモータエンコーダ２８７ により駆動せしめられるリングギヤ２８５を介して回転せしめられる。

ユニットに対する脱ガス水の充填（及び取り除き）は、全体の装置を水で満たせ るようなチューブ２８Ｂ、２８９、及び発生して溜まった空気気泡を除去する手 段を介して行われる。この構成により、挿入可能な部材と外部の部材との間の接 続部におけるスライドシールが不要となる。可撓性の囲い２５０は、この囲い２ ５０の外表面にバンド２９０をはめることにより、制御ユニット２６１に取り付 けられる。

一部のみを暗示するすべての電気リード線は制御ユニット２６１内の水密シール を通る。合焦トランスジューサへの電気電源はアーム部材２４９に沿って延びる 電気リード線を介して提供される。

図面を参照して本発明の詳細な説明したが、これは好ましい実施例を示したもの にすぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の要旨内で種々の変形、修正 が可能であることは言うまでもない。

手続補正書（方式） 平成　３年　５月２３日立へ 特許庁長官　　　植　松　　　敏　　殿１、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８９１００８５２ ２、発明の名称 超音波定位及び治療装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所 名　称　　ラボラトリ−・イクイプメントーコーポレーション４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正命令の日付　　平成　３年　５月１４日　（発送日）国際調査報告 １−ｍ−１１−、Ｉ　Ａｅｅ’ｃａｂｗ’　Ｎａ、　　ｐｃｖ　／ＵＳ８９１０ ０８５２’　　−ｍ−Ａｅｐ’＋ａｔ＃”’　ＰＣＴ／υ５８９１００８５２

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．映像化トランスジューサ及び治療トランスジューサを組み合わせた組立体に おいて、 主要部分と着脱可能な囲いとを有するトランスジューサハウジングと、 前記囲い内に位置した可動映像化トランスジューサ手段と、前記囲い内に位置し た可動治療トランスジューサ手段と、２つの自由度で前記映像化トランスジュー サ手段に回転運動を与える第１駆動手段と、 ２つの自由度で前記治療トランスジューサ手段に回転運動を与える第２駆動手段 と、 を備え、 前記第１及び第２駆動手段が互いに独立に作動できるようになっている組立体。
2. ２．請求の範囲第１項に記載のトランスジューサ組立体において、 前記第１駆動手段の一部が前記主要部分に対して取り付けてあり、該第１駆動手 段の残りの部分が前記囲いに取り付けてあり、前記一部及び前記残りの部分が前 記主要部分から前記囲いを取り外すときに互いに分離できるトランスジューサ組 立体。
3. ３．請求の範囲第２項に記載のトランスジューサ組立体において、 前記第２駆動手段の一部が前記主要部分に取り付けてあり、該第２駆動手段の残 りの部分が前記囲いに取り付けてあり、前記一部及び前記残りの部分が前記主要 部分から前記囲いを取り外すときに互いに分離でさるトランスジューサ組立体。
4. ４．請求の範囲第３項に記載のトランスジューサ組立体において、 前記第１駆動手段が一対のギヤ組合せを有し、各ギヤ組合せが前記２つの自由度 のそれぞれにおいて回転運動を提供するトランスジューサ組立体。
5. ５．請求の範囲第４項に記載のトランスジューサ組立体において、 前記第２駆動手段が一対のギヤ組合せを有し、各ギヤ組合わせが前記２つの自由 度のそれぞれにおいて回転運動を提供するトランスジューサ組立体。
6. ６．請求の範囲第５項に記載のトランスジューサ組立体において、 前記治療トランスジューサ手段に接続され該治療トランスジューサ手段を実質上 直線的に動かすように配置された第３駆動手段を更に備えたトランスジューサ組 立体。
7. ７．請求の範囲第１項に記載のトランスジューサ組立体において、前記第１駆動 手段が一対のギヤ組合わせ体を有し、各ギヤ組合わせ体が前記２つの自由度のそ れぞれにおいて回転運動を提供するトランスジューサ組立体。
8. ８．請求の範囲第１項に記載のトランスジューサ組立体において、前記第２駆動 手段が一対のギヤ組合わせ体を有し、各ギヤ組合わせ体が前記２つの自由度のそ れぞれにおいて回転運動を提供するトランスジューサ組立体。
9. ９．請求の範囲第１項に記載のトランスジューサ組立体において、前記治療トラ ンスジューサ手段に接続され該治療トランスジューサ手段を実質上直線的に動か すように配置された第３駆動手段を更に備えたトランスジューサ組立体。
10. １０．請求の範囲第１項に記載のトランスジューサ組立体において、前記囲い、 前記治療トランスジューサ手段、前記映像化トランスジューサ手段、前記第１駆 動手段及び前記第２駆動手段が、殺菌を許容し内部手術での使用を許容すべく加 圧滅菌可能な材料でできているトランスジューサ組立体。
11. １１．前立線用映像化及び治療トランスジューサ組立体において、 流体を満たした可撓性の壁を有する囲いと、前記囲い内に位置した可動映像化ト ランスジューサ手段と、前記囲い内に位置した可動映像化トランスジューサ手段 と、前記治療トランスジューサ手段に回転運動を与える第１駆動手段と、 前記映像化トランスジューサ手段に直線運動を与える第２駆動手段と、 を備えた組立体。
12. １２．請求の範囲第１１項に記載の組立体において、前記囲い内に位置し前記治 療トランスジューサ手段と整合し、該治療トランスジューサからの集中超音波ビ ームの方向を変更するための反射型走査手段を更に備えた組立体。
13. １３．請求の範囲第１２項に記載の組立体において、前記映像化トランスジュー サ手段及び前記治療トランスジューサ手段に回転運動を同時に与える第３駆動手 段を更に備えた組立体。
14. １４．請求の範囲第１３項に記載の組立体において、前記第２駆動手段がギヤ駆 動装置を有する組立体。
15. １５．請求の範囲第１１項に記載の組立体において、前記第３駆動手段が前記映 像化トランスジューサ手段及び前記治療トランスジューサ手段に回転運動を同時 に与える組立体。
16. １６．請求の範囲第１１項に記載の組立体において、前記映像化トランスジュー サ手段及び前記治療トランスジューサ手段を同時に回転させるため前記囲いに結 合された回転駆動手段を更に備えた組立体。
17. １７．解剖位置に合焦ビームを導くための超音波治療トランスジューサ組立体に おいて、 凹状の前面と実質上平坦な後面とを有する音響合焦レンズと、前記合焦レンズに 対して離れた関係で位置し、後面と、前記音響合焦レンズの後面に関して所定距 離だけ離れて位置した前面とを有する実質上平坦な圧電トランスジューサ板と、 前記合焦レンズの後面と前記トランスジューサ板の前面との間に位置した音響結 合媒体と、 前記音響結合媒体と共働するように配置され、前記トランスジューサ板と前記合 焦レンズとの間の該音響結合媒体を所望の圧力に維持するための第１加圧手段と 、前記トランスジューサ板の後面に関して共働するように配置され、該後面に対 して空気圧力を加える空気加圧手段と、を備え、 該空気加圧手段により該後面に加えられた圧力が、前記音響結合媒体による前記 トランスジューサ板の前面上の圧力より大きい超音波治療トランスジューサ組立 体。
18. １８．請求の範囲第１７項に記載の超音波治療トランスジューサ組立体において 、 前記第１加圧手段が前記音響結合媒体で満たされた包囲された体積と、空気圧力 源とを有し、該包囲された体積及び該空気圧力源が可撓性の膜で分離されている 超音波治療トランスジューサ組立体。
19. １９．請求の範囲第１８項に記載の超音波治療トランスジューサ組立体において 、前記音響結合媒体がシリコンオイルである超音波治療トランスジューサ組立体 。
20. ２０．請求の範囲第１９項に記載の超音波治療トランスジューサ組立体において 、前記トランスジューサ板の前面と前記合焦レンズの後面との間でこれらに接触 して位置するスペーサを更に備えた超音波治療トランスジューサ組立体。
21. ２１．請求の範囲第２０項に記載の超音波治療トランスジューサ組立体において 、 前記トランスジューサ板の前面と前記合焦レンズの後面との間の離隔距離が前記 スペーサにより制御され、前記シリコンオイル内においてほぼ１／４波長に等し い値を有する超音波治療トランスジューサ組立体。
22. ２２．請求の範囲第１７項に記載の超音波治療トランスジューサ組立体において 、前記音響結合媒体がシリコンオイルである超音波治療トランスジューサ組立体 。
23. ２３．請求の範囲第１７項に記載の超音波治療トランスジューサ組立体において 、前記トランスジューサ板の前面と前記合焦レンズの後面との間の離隔距離が前 記スペーサにより制御され、前記シリコンオイル内でほぼ１／４波長に等しい値 を有する超音波治療トランスジューサ組立体。