JPH07323040A - 治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セカンダリボーラス内でキャビテイションが
生じることなく被検体表面の温度を一定に保持できるよ
うにし、また、セカンダリボーラスに循環される循環水
を効率よく脱気できると共に温度制御を正確にできるよ
うにした治療装置を得る。 【構成】 貯留槽１内の循環水の脱気を行う脱気部４と
温度を制御する温度コントロール部５を設け、脱気・温
度制御された貯留槽１内の循環水を灌流ポンプ２でセカ
ンダボーラス３内に灌流させるようにした。また、貯留
槽１を収容する第２の液体貯留槽６を設けると共に、貯
留槽１の上方に貯留槽１と第２の液体貯留槽６とを連通
する電磁弁を設け、第２の液体貯留槽６に温度コントロ
ール部４を接続いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、治療を目的として被検
体（生体）内に、体外で発生した超音波、あるいは、マ
イクロ波を照射する治療装置、特に、セカンダリボーラ
スを備えた治療装置に関するものである。

【０００２】この種の治療装置として一般的に考えられ
るのは、温熱治療装置の分野である。温熱治療とは、が
ん細胞が、温度にたいして感受性が強く42.5℃で３０分
程度加温すると、死滅するが、正常細胞は、あまり損傷
を受けないことに基づいている。 他の利用分野とし
て、体内の結石を体外から非侵襲的に治療する結石破砕
装置への応用も考えられる。

【０００３】

【従来の技術】超音波（マイクロ波）を生体内に照射す
る場合、超音波（マイクロ波）を体外で発生させる部分
（一般にアプリケータと呼ばれている）と生体の間に空
気が存在すると両者の音響インピーダンスρ（誘電率
ε）が大きく違うため、両者（空気と生体）の境界面で
反射が生じて超音波（マイクロ波）が生体内に入射され
なくなったり、または、ホットスポットとよばれる部分
的に温度が高くなりすぎてしまう部位が生じてしまうな
どの問題がある。境界面での反射率は、生体（筋肉）と
空気の音響インピーダンスをそれぞれ1.07,0.00042［kg
／(m² ・sec)］とすると99.9％となる。

【０００４】そこで、この種の治療装置ではアプリケー
タで発生した超音波（マイクロ波）を損失なく被検体内
に導くために従来の装置では図３に示すように、アプリ
ケータ31と生体33との間に音響特性が生体と近似してい
る整合性の良い液体（通常は脱気水、脱イオン水など）
を保持するため、シリコンなどの材質を用いた袋状のボ
ーラス（以下アプリケータボーラスと称する）32が設け
られている。このようにアプリケータ31と生体33との間
に整合液を保持するアプリケータボーラス32を介在させ
ると、このときのアプリケータボーラス32と生体33との
境界面での反射率は、水の音響インピーダンスを1.47
［kg／(m² ・sec)］とすると6.5 ％となり空気の場合に
比べて整合性が大きく改善されることとなる。

【０００５】なお、温熱治療装置の場合には、生体表面
が過熱されるのを防ぐためにアプリケータボーラス32内
の液体を冷却、循環する機構を備え、この循環機構にア
プリケータボーラス32に設けられた冷却水循環口34を接
続し、外部で冷却された冷却水を循環させている。ま
た、電磁波温熱治療装置においては、加温用アプリケー
タのボーラスの他にアプリケータ辺縁部での電界の集中
によるホットスポットを防ぐために、冷却循環機構を備
えたオーバーレイボーラスとよばれるものが使用されて
いる。従来のこの種の装置の治療用アプリケータのボー
ラス、またはオーバーレイボーラスでは、内部に冷却水
を循環させる機構になっているため、アプリケータボー
ラス32の中と外の圧力がつりあった状態で形状を維持
し、その弾性により図４のような半球状の形状になる。

【０００６】生体表面（体表面）は、凸面状の形状を持
っている場合が多く、また、細かな凹凸面も多いため、
図４に示すようにこのように膨らんだアプリケータボー
ラス32を生体表面に完全に密着させることは不可能であ
り、細かな空気層35が生じる。 このように空気層35が
生じると、加温領域がせまくなったり、アプリケータ31
で発生した超音波（マイクロ波）を生体内に照射するこ
とができず、また、生体33と密着していないアプリケー
タボーラス32上に照射された超音波は矢印のように空気
層の部位で反射を繰り返し、最終的に生体とアプリケー
タボーラスが密着している部位に照射されることにな
り、表面上にホットスポットが生じやすくなる。

【０００７】また、音響レンズ、フェーズドアレイ方式
を利用したアプリケータを用いた場合には、空気層のた
めに設計通りの位相合成が行なわれなくなり、目的とす
る温度分布が得られなくなる。なお、空気層を生じなく
するために無理に圧力を加えて生体にアプリケータボー
ラスを押し付けて密着させるようにすると、患者への負
担が大きくなってしまう。このために、アプリケータ全
体を生体表面に密着させるために、アプリケータボーラ
スが取り付けられたアプリケータを上部が開放している
袋状のボーラス、所謂、セカンダリボーラスを備えた治
療装置が提案されている。

【０００８】セカンダリボーラスは図５に示すようにシ
リコンゴムシートなどの薄くて柔らかい材料よりなる上
部が開放している袋体36とそれを保持するリング状の枠
体37より構成されており、枠体37は適用部位に合わせて
形状が変えられるように折り曲げ可能な可撓性を有して
いる。このようにセカンダリボーラスは上部が開放する
袋体で、且つ、袋体は柔軟な薄膜（シート）であるの
で、セカンダリボーラスを体表面に接触させると、それ
内に収容されている整合液（脱気水）38の流動性とそれ
の重みと相俟って生体33の凸面や細かな凹凸が存在して
も体表面形状に沿うように形状が変化し、図４に示す空
気層が生じることなく体表面に密着する。セカンダリボ
ーラスを治療目的部位上の生体の体表面上に位置決め
し、容易に密着させることができるように、図６に示す
保持機構で保持されている。

【０００９】図６に示すように台車41に垂直に付設され
た支柱40にそれに沿って上下可能に取り付けられた保持
体39に、セカンダリボーラスを保持する枠体37と一体の
水平腕37′が水平方向に摺動可能に保持されている。こ
れによりセカンダリボーラスＡを装置本体のアプリケー
タ31とは全く独立に患者ないし治療目的部位に合わせ
て、その高さ（矢印イ方向）、水平方向（矢印ロ方向）
の位置を調整して位置決めし生体表面に密着させること
ができる。アプリケータ31をセカンダリボーラス36内の
脱気水38内に図５に示すように位置決めして後、アプリ
ケータ31を駆動して、アプリケータ31から放射された超
音波、あるいは、マイクロ波が整合液（脱気水）38を通
じて生体33内の目的治療部位に照射し、温熱治療等を行
なう。この際、アプリケータ31は、セカンダリボーラス
Ａの保持機構とは別の支持アームにより保持されている
ので、生体にはセカンダリボーラスＡ内の水の重量のみ
が加わり、アプリケータボーラス32を有するアプリケー
タ31の重量が加わらないようにしている。なお、温熱治
療時には、生体表面の冷却のためにアプリケータ31また
はセカンダリボーラス36内の脱気された整合液（通常
水）を循環する機構を設け、この循環機構にアプリケー
タボーラス３１またはセカンダリボーラス３６に設けら
れた冷却水循環口３４を接続し、外部に設けられている
予め脱気された整合液（通常水）を貯留する貯留槽内の
脱気水を循環させている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の治療装置では、
ボーラス内に貯留槽内に貯留されている予め脱気された
脱気水を循環させている。この場合、アプリケータボー
ラスは密閉構造であるのでさほど問題がないが、セカン
ダリボーラスでは、次の問題がある。すなわち、セカン
ダリボーラスは上部が開放しているので、脱気水を注入
循環させると気泡を巻き込んでしまい、キャビテイショ
ンを生じる。キャビテイションを生じると空気層が生成
され、治療用エネルギの照射効率が落ちるばかりでなく
加温領域がせまくなったり加温分布に不均一が生じ、治
療効果が半減することになる。

【００１１】また、生成された空気層部に照射された超
音波は空気層の部位で反射を繰り返し、最終的に生体と
空気層を介さずにセカンダリボーラスが密着している部
位に照射されることになり、表面上にホットスポットが
生じるという問題がある。

【００１２】なお、セカンダリボーラス内の脱気水を循
環させずに貯留させた状態で治療を行うことも考えられ
るが、この場合には、セカンダリボーラス内の脱気水に
温度勾配が生じ、生体表面の有効な冷却ができず被検体
に苦痛を与え治療に支障を来すと共に、キャビテイショ
ンのために脱気水に気泡を巻き込むという問題がある。

【００１３】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たものであって、セカンダリボーラス内でキャビテイシ
ョンが生じることなく被検体表面の温度を一定に保持で
きるようにし、また、セカンダリボーラスに循環される
循環水を効率よく脱気できると共に温度制御を正確にで
きるようにした治療装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために請求項１の発明の治療装置は、セカンダボーラ
ス内に循環させる循環水を貯留する貯留槽に循環水を脱
気する脱気手段と循環水の温度を制御する温度制御手段
とを設けたことを特徴とする。また、上記第２の目的を
達成するために請求項２の発明の治療装置は、セカンダ
ボーラス内に循環させる循環水を貯留する貯留槽に循環
水を脱気する脱気手段を設けると共に、前記貯留槽を収
容する第２の液体貯留槽を設け、この第２の液体貯留槽
に温度制御手段を設け、さらに前記貯留槽に第２の液体
貯留槽に貯留された液体との連通を開閉する開閉手段を
設けたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１の発明では、セカンダリボーラス内に
循環させる循環水を貯留する貯留槽に循環水を脱気する
脱気手段と循環水の温度を制御する温度制御手段とが設
けられているので、治療中、常時脱気され、且つ、温度
制御された循環水がセカンダリボーラス内に循環供給さ
れることにより、循環注入時の気泡の巻き込みが低減さ
れる。その結果、キャビテーションを極力抑え、一定温
度に温度制御された冷却水が循環供給されるので、エネ
ルギの損失がなく有効な治療が行えると共に、被検体表
面を有効に冷却できる。請求項２の発明では、セカンダ
リボーラス内に循環させる循環水を貯留する貯留槽が、
温度制御手段を備えた第２の液体貯留槽内に収容されて
いるので、容量の大きい第２の液体貯留槽が恒温槽とし
て作用し、正確に温度制御された循環水がセカンダリボ
ーラス内に循環される。

【００１６】また、貯留槽に設けられた電磁弁等の開閉
手段は、治療前に開放され、貯留槽と第２の液体貯留槽
とが連通され両槽内の水が、貯留槽に設けられた脱気手
段で脱気され、治療時に電磁弁を閉じ両槽の連通を遮断
し、貯留槽内の脱気された循環水をセカンダリボーラス
内に循環させる。治療中は既に脱気された貯留槽内の小
容量の循環水のみを脱気手段で脱気するので、脱気効率
がよく脱気度の良い、且つ、大容量の脱気手段を必要と
しない。さらに、貯留槽内の循環水が消耗し少なくなっ
た場合には、貯留槽に設けられている電磁弁を開放し、
第２の液体貯留槽内のす水を即時に補給できる。この場
合、第２の液体貯留槽内収容されている水は、脱気・温
度制御されているので、即治療に供し得る。

【００１７】

【実施例】以下、請求項１の発明の一実施例を示す図１
を用いて説明する。図１において、１は治療回数分の循
環水を貯留する貯留槽、２は貯留槽１内の循環水をセカ
ンダリボーラス３内を経て貯留槽１内に循環させる灌流
ポンプで、貯留槽１とセカンダボーラス３の相互は配管
で接続されている。４は貯留槽１内の循環水の脱気を行
う脱気部で、この発明における脱気手段に相当する。５
は貯留槽１内の循環水の温度を制御する温度コントロー
ル部で、この発明における温度制御手段に相当する。

【００１８】図１の治療装置で温熱治療を行うには、治
療に先立ち、セカンダリボーラス３を治療目的部位に合
わせて位置を調整して位置決めし、生体表面に密着さ
せ、アプリケータをセカンダリボーラス３内に位置決め
し、その後、貯留槽１内に循環水を注水し、脱気部４と
温度コントロール部５を作動させて循環水の脱気と循環
水の温度を制御を行う。この場合、灌流ポンプ２を停止
した状態で貯留槽１内に循環水の脱気と温度を制御を行
っても、灌流ポンプ２を駆動し貯留槽１内の循環水を循
環させながら循環水の脱気と温度を制御を行ってもよ
い。循環水の脱気が十分ななされ、且つ、循環水の温度
が所定温度になった時点でアプリケータを駆動して、ア
プリケータから放射された超音波、あるいは、マイクロ
波を脱気水（循環水）を通じて生体内の目的治療部位に
照射し、温熱治療等を行なう。

【００１９】次に、請求項２の発明の一実施例を示す図
２に沿って説明する。なお、図１と同一、ないし、同一
作用をなす構成物には、同一符号を付し、その説明を省
略する。図２において、６は貯留槽１を収容する第２の
液体貯留槽で、貯留槽内には液体（水）が収容されてお
り温度コントロール部５が接続されている。７は貯留槽
１の上方に設けられた貯留槽１と第２の液体貯留槽６と
を連通する開閉手段としての電磁弁で、灌流ポンプ２の
操作スイッチ（図示せず）と連動しており、操作スイッ
チＯＮ時の灌流ポンプ２の作動中は閉じており、操作ス
イッチＯＦＦ時の灌流ポンプ２の停止中は開放する。

【００２０】図２の治療装置で温熱治療を行うには、図
１と同様にセカンダリボーラス３を治療目的部位に合わ
せて位置を調整して位置決めし、生体表面に密着させ、
アプリケータをセカンダリボーラス３内で位置決めす
る。その後、貯留槽１、ならびに、第２の液体貯留槽６
内に循環水を注水し、つぎの手順でもって治療を行う。
なお、貯留槽１は数回分の治療に必要な循環水を貯える
容積を有している。 １）治療前 操作スイッチがＯＦＦで灌流ポンプ２は停止しており、
電磁弁７は開放状態にあり、貯留槽１と第２の液体貯留
槽６が連通して両槽が一つの槽となっている。この状態
で脱気部４と温度コントロール部５を作動させて両槽内
の循環水の十分な脱気と温度の制御を行う。

【００２１】２）治療開始 操作スイッチをＯＮし灌流ポンプ２は作動させ、この操
作に連動して電磁弁７が閉じ両槽の連通が絶たれる。脱
気部４と温度コントロール部５は、治療が終了する迄は
作動状態にあるので、貯留槽１内の循環水のみが脱気さ
れる。また、貯留槽１内の循環水の温度は、第２の液体
貯留槽６が温度コントロール部５により温度制御される
ことによって温度制御される。

【００２２】したがって、貯留槽１内の常時脱気され、
且つ、温度制御された循環水が灌流ポンプ２でセカンダ
リボーラス３内還流される。この場合、脱気部４は貯留
槽１内の少量の循環水のみの脱気を行うので、小容量の
ものであって高効率な脱気が行え、脱気度の良い有効な
脱気水が得られる。また、貯留槽１内の循環水の温度
は、温度コントロール部５により温度制御された第２の
液体貯留槽６内の脱気水で温度制御されるので、第２の
液体貯留槽６内の脱気水が恒温槽として作用し、高精度
に制御される。

【００２３】なお、温熱治療等は、貯留槽１内の脱気・
温度制御された循環水がセカンダリボーラス３内還流さ
れている状態で、アプリケータを駆動して、アプリケー
タから放射された超音波、あるいは、マイクロ波を脱気
水（循環水）を通じて生体内の目的治療部位に照射しす
ることにより行われる。

【００２４】また、貯留槽１内の循環水が減少した場合
には、電磁弁７を開閉することで第２の液体貯留槽６よ
り簡単に補給できる。この第２の液体貯留槽６より貯留
槽１に補給される循環水は、脱気・温度制御されたもの
であるので、即治療に供し得る。

【００２５】上記の実施例においては、貯留槽１の上方
に設けられた貯留槽１と第２の液体貯留槽６とを連通す
る開閉手段としての電磁弁を使用し、遠隔操作で開閉制
御できるようにしたが、手動の開閉弁を用い、その操作
部を第２の液体貯留槽６外に設け手動で開閉するように
してもよい。この場合、実施例より操作性に欠けるけ
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、常時脱気され、且つ、
温度制御された循環水がセカンダボーラス内に循環供給
されるために、循環注入時の気泡の巻き込みが低減し、
キャビテーションを生じることがなく、被検体表面を有
効に冷却できると共にエネルギの損失がなく有効な治療
を行なうことができる。また、温度制御された脱気水を
収容する第２の液体貯留槽内に循環水を収容する貯留槽
を収容して両槽の連通を開閉できるようにし、脱気手段
で貯留槽内の循環水を脱気するようにしたので、正確に
温度制御された脱気度の良い有効な脱気水を得てセカン
ダボーラス内に循環させることができると共に、第２の
液体貯留槽から温度制御された脱気水を貯留槽に簡便に
補給できて即治療を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】この発明の他の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図３】従来のアプリケータの構成を示す図である。

【図４】図３のアプリケータによる治療状態を示す図で
ある。

【図５】補助ボーラスを使用した治療状態を示す図であ
る。

【図６】従来の補助ボーラスの保持機構の構成を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１…貯留槽 ２…灌流
ポンプ ３…セカンダリボーラス ４…脱気
部（脱気手段） ５…温度コントロール部（温度制御手段） ６…第２
の液体貯留槽 ７…電磁弁（開閉手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波、ないしマイクロ波を発生するア
   プリケータと、前記アプリケータが浸漬される液体を収
   容する上部が開放している袋状のセカンダリボーラスと
   を備え、貯留槽に貯えられた循環水を前記セカンダリボ
   ーラス内に循環させるようにした治療装置において、前
   記貯留槽に循環水を脱気する脱気手段と循環水の温度を
   制御する温度制御手段とを設けたことを特徴とする治療
   装置。
2. 【請求項２】 前記循環水を貯える貯留槽を収容する第
   ２の液体貯留槽と、前記貯留槽に第２の液体貯留槽に貯
   留された液体との連通を開閉する開閉手段を設けると共
   に、前記温度制御手段が第２の液体貯留槽に貯留された
   液体の温度を制御ものであることを特徴とする請求項１
   に記載の治療装置。