JPH07504339A - 超音波による組織の治療方法および治療装置 - 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】 超音波による組織の治療方法および治療装置本発明は、生体内の組織を超音波で 治療する治療装置並びにこの種の治療装置を用いた良性の前立腺肥大を治療する ための駆動方法に関する。

この種の治療装置は例えば良性の前立腺肥大（ＢＰＨ＝尿道（尿管）の進行性狭 窄を伴う前立腺の良性腫瘍、男性で約５０歳から加齢とともに発生する）の治療 に使用される。ＢＰＨの治療に対しては手術および異常尿道切除による古典的治 療法に対する代替として、比較的に侵襲性の少ない方法が提案され、研究されて いる。個別に述べると。

一直腸アプリケータ（米国特許第４６０１２９６号明細書）または尿道アプリケ ータ（米国特許第４９６７７６５号明細書）を用い、マイクロ波による４５”Ｃ までの加熱による前立腺の温熱療法。

−超音波画像形成および尿道の冷却と関連した加熱療法としての変形例（比較的 に高い温度）　（欧州特許第０４５９５３５号明細書）。

一集束された超音波による経直腸照射と超音波画像形成（米国特許第４９５５３ ６５号明細書）。

−超音波画像形成下での、集束された超音波による非侵襲性照射（欧州特許第０ １７０４１６号明細書）。

−尿道ゾンデを介したレーザー照射（ＷＯ９０，１３３３３）。

加熱療法では後続の壊死を伴う前立腺の比較的大きな容積の過加熱が作用する。

治療は数分から約１時間の時間にわたって行われる。照射によって治療領域の組 織は４５°Ｃ以上約６０’Ｃまで加熱され維持される。そのため目的とする増殖 組織の減少が得られる。

これに対し温熱療法の場合は４５°Ｃの温度を上回ることはなく、いずれにしろ 格段に上回ることはない。

マイクロ波アンテナからの半径方向への対称性照射は外側に向かって作用が緩慢 にしか減少しないから、作用ゾーンを比較的急峻に限定し、大切な領域を保護す ることが所望される。尿道の冷却の他に、例えばビーム反射性の流体の使用が提 案されている（ＥＰ０３７０８９０）。生じる加熱の連続的監視は、直腸および 尿道に挿入された温度ゾンデによって行われる。マイクロ波ベースで動作する治 療装置の場合はコストのかかるファイバーオプティカルサーモメータが必要であ る。

前立腺への作用の限定は、経直腸アプリケータによる温熱療法の場合は不十分で ある０組織の熱損傷は前立腺外でも発生し得る。

集束された超音波の作用は、マイクロ波の作用と同じようにもっばら熱的なもの であり、直径約２　ｍ　ｍ、長さ２０ｍｍの広がりを有する壊死を引き起こす。

容積処理のためには複数の壊死を順次連続して形成しなければならない０通常の 技術を用いた超音波画像による目標検出では２次元断層画像しか得られない。３ 次元表示は比較的に高価な機器と時間を必要とし、臨床的には使用できない。超 音波の治療作用領域の短時間検出は、損傷が開始した後でなければ不可能である 。

本発明の課題は、組織とくにＢＨＰ疾患、の際の前立腺組織の治療装置を次のよ うに構成することである。

すなわち、患者の身体と超音波の治療作用領域とが簡単にかつできるだけ正確に 相対的相互に、治療すべき組織の少なくとも一部が超音波の治療作用領域に存在 するように配向されるよう構成することである。さらに超音波の強度の連続的監 視が行われるようにすることである。さらに治療はできるだけ侵襲性の少ないも のであるようにする。さらに本発明の課題は、良性の前立腺肥大の治療にとくに 適する治療装置のための治療法を提供することである６本発明の実施例は別の課 題は、冒頭に述べた形式の治療装置において超音波の治療作用領域を空間的に狭 い範囲に制限することである。

これら課題の解決手段は請求の範囲各項に記載されている。請求の範囲第２８項 の構成は前記別の課題を解決する。

治療組織とくに前立腺ないし前立腺葉内では、超音波作用によって小さな容積が 治療される。すなわち損傷される。その際、 一傷つきやすい構造、前立腺の場合の尿道は冷却によって保護され、および／ま たは 一治療前および場合により治療中に、組織、前立腺の場合は有利には尿道へ挿入 された少なくとも１つの微小音響圧力センサ（ハイドロフォン）によって超音波 の測定および／または監視が行われ、当該位置における所望の値と比較した後場 合により、治療超音波源の位置および／または配向および／または制御が変更さ れる。

治療は数分から約】時間にわたって行われる。超音波照射によって目標容積内の 組織は４５６Ｃ以上約６０６０までに加熱され保持される。これにより増殖組織 の低減を目的とする損傷が生じる。本来の治療開始前に、各変換器自体の照射お よび場合によりすべての変換器を音響センサを用いて測定し、変換器の配置構成 を場合により補正する。その際後でさらに説明するように、治療時に照射される 超音波ではなく強度の緩和されたパイロット信号を照射することができる。変換 器は腹側（腹壁から）および／または直腸内および／または会陰（陰嚢と肛門と の間の領域）に適用することができるつ目標領域の位置ないし変換器の配置構成 は付加的に超音波画像によって検査することができる。その際に相応の診断−ア プリケータを同様に前記の領域に適用することができる。治療中は種々異なるポ イント（尿道、直腸）で音響値および温度を監視することができる。このことは 超音波治療時（すべての変換器が動作する）に行うことができるが、１つの変換 器の短時間動作によっても（治療を短時間中断する）行うことができる。

微小音響センサおよび温度センサは１つのカテーテルにまとめることができる。

尿道へ挿入する際には、公知のマイクロ波ベースで動作する機器と同じようにこ れに冷却部を接続することができる。冷却液はカテーテルへの良好な音響結合を 保証する。微小音響センナまたはセンサアレイは圧電箔ポリマー（例えばポリ弗 化ビニリデン、略称ＰＶＤＦ）をまたは圧電セラミック（例えばジルコン酸鉛チ タネート、略称ＰＺＴ）を基礎にして構成することができる。マイクロ波ビーム の誤差のため、温度測定は熱素子、例えばＮＴＣ等を用いて行うと安価である。

作用超音波治療容積の制限は、適切に集束された超音波変換器を用いてまたは複 数の変換器の超音波フィールドの重畳によって行うことができる。集束された変 換器のフォーカスゾーン（ｌ＆大出方を基準にして一３ｄＢ）は高調波に対して 、半径方向直径ｄ−ｓａｍ＝　１　。

２２　ｃ／　ｆ　Ｘ　（Ｆ／Ｄ）および軸方向長さｚ−ｓ、、＝７Ｘ　（Ｆ／Ｄ ）　２を有する。ただし、Ｃは音速（組織内では約１，５００ｍ／ｓ）、ｆは周 波数、Ｄは超音波源の直径、Ｆは焦点距離である。Ｄ＝１２ｃｍ、Ｆ＝８ｃｍお よびｆ＝５ＱＯｋＨｚの変換器に対しては、ｄ−ｓ、ｓ＝２．５ｍｍ、ｚ、、ｄ ＋＋＝９ｍｍである。変換器が０、　１Ｗ／ｃｍ２の出力で照射する場合、前層 組織（脂肪、筋肉）での吸収と焦点内に非集束ビームがあるので推定効率２５％ とすれば、出力約６０　ｗ／　ｃ　ｍ２が得られる。このことから、非線形作用 を無視すればフォーカスゾーンの約２５％が熱発生下で吸収される。

治療作用は分領域で得られる。作用フォーカスゾーンはこの場合細長形状の個々 の変換器である。

種々異なる方向から複数の超音波フィールドを重畳することによって、コンパク トな焦点幾何構成が得られる。３つの変換器によってほぼ直交方向から照射すれ ば、フォーカスゾーンを球形状に近似させることができる。前立腺を照射するこ とができるのは、会陰方向、下腹部方向（背臥位で側方および上方から膀胱を通 し、恥骨を迂回して）および直腸方向である。これらの方向はほぼ直交している 。ここでこの構成の重要な利点は個々の変換器のアパーチャが比較的小さくてす み、音波路の障害構造物（骨、ガス容積）を回避することができることである。

所要の比較的に大きなアパーチャを有する強力に集束された１つだけの変換器を 使用すれば、この構造物の超音波照射はほとんど回避することができない。個々 の変換器として集束されない扁平な振動子を使用すれば、その自然焦点は、距離 Ｆ−０，７５Ｄ”Ｘ　ｆ／４　ｃで幅ｄ−ｓｉ＠＝　Ｄ　／　３を有する。

ｆ＝８７５ｋＨｚ、Ｄ＝２．５ｃｍの変換器に対して、ｄ−ｓ、＝　８　ｍ　ｍ およびＦ＝７ｃｍが得られる。

出力約３　Ｗ　／　ｃ　ｍ　２を照射すれば、組織は顕著に加熱されるが、損傷 はほとんど検知できない。この３つの変換器のフィールドを重畳すれば、直径約 ８　ｍ　ｍの球状のフォーカスゾーンが形成される。熱の形態でこの容積に吸収 される出力は約７Ｗである。数分後に治療作用が期待できる。

適用個所および目標への音波路に依存して、変換器は種々異なるアパーチャ、焦 点および周波数を有することができ、また別に制御することができる。したがっ て、弱く集束された変換器（腹側または会陰適用）と強く集束された変換器（直 腸適用）との組合せにより、容積領域を４５’Ｃよりもやや低く加熱（予熱）し 、選択された目標点を重畳された焦点フィールドによって壊死させることができ る。利点は、前立腺の近傍に存在する直腸アプリケータの出力が、もっばら直腸 からだけ照射する場合よりも小さくてすむことである。例えば８７５　ｋ　Ｈｚ の変換器を２　Ｍ　Ｈｚ変換器と組み合わせることができる。直径および焦点距 離がそれぞれ４０ｍｍであれば、直径約１ｍｍと５ｍｍの長さの一３ｄＢゾーン が得られる。

個々の変換器の前立腺に対する相対的配向は、最初は粗く変換器が身体表面の目 標方向へ適用されるように行う、変換器はそれぞれ２つの平面を中心に旋回でき 、流体の予備区間と結合膜を有するケーシングに収容されている。直腸に適用さ れる変換器は有利には１方向で旋回可能であり、ゾンデの長手軸線を中心にして 回転可能である。

パイロット信号を送出しながら、尿道に配置されたハイドロフォンからの信号が 受信されるまで変換器は旋回ないし回転される。方向の微調整によって信号は最 適にされる。前立腺のどの領域が照射されるべきかに依存して、最大圧力信号ま たは最大出力信号、これの左または右−３ｄＢ縁等が選択される。尿道に沿って 分散配置された複数のハイドロフオンによって高精度と明瞭性が得られる。

本発明の実施例を添付した図面に基づき良性前立腺肥大の治療のための治療装置 の例で説明する。

図１は、患者の身体の縦断面とこれに適用された本発明の治療装置の概略図、 図２は、図１の治療装置の超音波変換器の拡大縦断面図。

図３は、図１の治療装置の拡大図、 図４は、本発明の治療装置の別の実施例を示す概略図である。

図１の装置は２つの治療超音波変換器１．２を有する。これらは図１に断面で示 された患者の身体３に適用される。超音波変換器１の適用は、患者の下腹部領特 表千７−５０４３３９　（６） 域で腹側から行う。患者は通常、詳細には図示しないが例えば外科治療台に寝て いる。超音波変換器２は会陰、すなわち陰嚢４と直腸５との間に適用される。図 １に破線で示した、超音波変換器１，２から発射された超音波の“縁ビーム”に より、超音波変換器１と２がそれぞれ、尿道７の開口部情域に前置しており、尿 道７を取り囲む前立腺８へ配向されていることがわかる。前立腺８は良性肥大部 を有する。

超音波変換器１と２は、図２に超音波変換器１の例で示すように構成されている 。したがって超音波形成器としてディスク状の圧電セラミック９が設けられてい る。この変換器の前面には公知のように、扁平−コンカーブ集音レンズ１０が設 けられておりこのレンズは形成された超音波の集束に用いる。その裏面では圧電 セラミック９がそれ自体公知のように裏板１１と結合している。裏板１１は円盤 状の支持体１２とさらに結合しており、支持体は２つのピン（そのうちの１つが 図２に破線で示されており、参照符号１３が付されている）によって図平面に対 して直角の軸Ａを中心に旋回可能に中間リング１４に支承されている。中間リン グ１４は２つのビン１５と１６によって、軸Ａに対して直角に延在する軸Ｂを中 心に旋回可能に管状ケーシング１７に支承されている。図２の超音波変換器１で は軸ＡとＢは交差している。

２つのロンド１８と１９はそれぞれ玉継ぎ手２０と２１により支持体１２ないし 中間リング１４に取り付けられている。これら２つのロンドを用い、形成された 超音波のメインビーム伝播方向をケーシング１７に対して相対的に軸Ａおよび／ または軸Ｂを中心とする旋回によって変化することができる。ロンド１８と１９ は、図１に概略的に示した調整ユニット２２と２３の構成部材である。ロンド１ ８と１９は幌２４と２５によって流体に対して気密に底部２６を通って外側に導 かれている。底部２６はケーシング１７を流体に対して気密に閉鎖する。

詳細には図示しないが同様に流体密に給電ケーブル２７が底部２６を通って案内 されている。この給電ケーブルを介して圧電セラミック９には超音波形成に必要 なように制御電圧が供給される。給電ケーブルは２線に構成されており、一方の 線は圧電セラミック９の前面に、他方の線は裏面にそれぞれ設けられた電極（詳 細には図示しない）と接続されている。給電ケーブル２７および超音波変換器２ に所属する、相応する給電ケーブル２８は図１には概略的にしか示されていない 。

底部２６とは反対側のケーシング１７の端部はフレキシブルな結合膜２９によっ て流体密に閉鎖されている。この結合膜は、超音波変換器１を音響結合するため に患者の身体表面へ押しつけるのに用いる。ケーシング１７の内部空間全体には 形成された超音波に対する流体音響伝播媒体が充填されている。音響伝播媒体も 結合膜の材料も有利には、患者の身体組織に実質的に相応する音響インピーダン スを有する。適切な材料は例えば水およびＥＰＤＭゴムである。

調整ユニット２２と２３によって、軸ＡおよびＢを中心とする旋回運動（これは 電動的に実行される）の他に結合膜２９の変形の下に、超音波変換器１と２をそ れぞれの中心軸方向に摺動することができる。前記の電動調整運動を実現するた めに必要な手段は当業者には容易に実施することができる。個別の詳細はここに は説明しない。超音波変換器１と２は詳細には図示しないが、例えば三脚状に構 成された搬送装置に設けることができる。この搬送装置によって、調整ユニット ２２と２３により実行される電動調整運動の他に、超音波変換器１と２を患者身 体３に対して相対的に手動で配向することができる。

調整ユニット２２と２３は制御線路３０．３１を介して操作ユニット３２と接続 されている。操作ユニットには、とくに調整ユニット２２と２３の前記調整運動 の実施に必要な操作素子が設けられている。その他に操作ユニット３２は、超音 波変換器１と２により形成された超音波の強度を相互に依存しないで調整するた めの操作素子を有する。それぞれ選択された調整に相応する情報が線路３３を介 して制御ユニット３４に供給される。制御ユニットは発電装置を有する０発電装 置は超音波変換器１と２の超音波形成の制御に必要な交流電圧を形成し、この交 流電圧は給電ケーブル２７と２８を介して超音波変換器１と２に供給される。

超音波変換器１と２は調整ユニット２２と２３によって、超音波変換器１と２か ら発射された超音波の主伝播方向が前立腺８の領域に重なるように配向される。

超音波変換器１と２から発射された超音波はそれぞれ弱く集束される。したがっ て超音波変換器１と２は小さな集束度しか有しない。この集束度は２つの超音波 変換器１と２の場合は実質的に同じである。超音波変換器１と２から発射された 超音波（超音波はそれぞれの“縁ビーム”によって形成された制限領域内に存在 する）のフォーカスゾーンは相互に少なくとも一部で重なる。フォーカスゾーン はほぼ同じ寸法と同じ形態を有する。超音波変換器ｌおよび超音波変換器２によ り形成される超音波の強度は次のように調整される。

すなわち、超音波変換器１と２により形成された超音波が重なる領域内でのみ治 療作用を得るのに十分な超音波強度が達成されるように調整される。

治療が温熱療法として行われるのか、または加熱療法として行われるのかに依存 して超音波強度は、前立腺組織の加熱が最大４５″Ｃまでか、またはさらに高い 温度、有利には４５”Ｃから約６０６０まで行われるように選択される。

とくに前立腺組織に発生ずる温度を監視することができるように治療装置はカテ ーテル３５を有する。カテーテルは患者の尿道７に、その遠位端部が尿道のうち の前立腺８により取り囲まれている領域に存在するまで挿入される。カテーテル ３５の遠位端部３６は図３に断面図で示されている。カテーテルのホース状の外 壁３７内側には２つの温度センナ３８と３９（例えばＮＴＣ抵抗）が設けられて いる。これらセンナは温度測定に用いる。測定された温度に相応する電気信号は 概略的に示した測定線路４０を介して制御ユニット３４に供給される。多芯測定 線路４０は図１に１芯線路として示されている。カテーテル３５は２連式に構成 されている。すなわち、外壁３５の内側にはホース状の内！！４１が同心に配置 されている。内！！４１内では冷却媒体、例えば水がカテーテル３５の遠位端部 ３６まで搬送され、そこからオーバーフロー開口部４２と４３を通って内壁４１ と外壁３７との間の空間に入り込み、遠位端部３６からカテーテル３５の近位端 部へ逆流する。冷却剤の流れは図３に矢印で示されている。冷却剤は尿道７を熱 損傷から保護するために用いる。冷却剤は閉じた循環路を図１に概略的に示した 冷却装置４４によって流れる。冷却装置は２つの管路４５と４６を介して、内壁 ３７により制限されるチャネルないし内！！４１と外！ｌ！３７により制限され るチャネルと接続している。測定線路４０は内壁４１と外！！３７の間で制限さ れるチャネル内を延在している。

カテーテル３５の遠位端部３６の領域にはその他に２つの音響圧力センサ４８７ と４８が配置されている。音響圧力センサは有利には微小ハイドロフオンである 。

圧力センサ４７は外壁３７の内側に設けられている。圧力センサ４８は内壁４１ の外側に設けられている。圧力センサ４７．４８の別の構成も可能である。圧力 センサ４７．４８には場合により必要な前置増幅器を組み込むことができる。圧 力センサは有利には圧電的に作用するポリマー箔、例えばポリ弗化ビニリデン（ ＰＶＤＦ）を用いて構成することができる。

圧力センサ４７．４８はカテーテル３５に流入する媒体を介して周辺組織と音響 的に良好に結合されている。圧力センサは、超音波変換器１と２をそれぞれ治療 すべき前立腺８領域を基準にして最適に配向するために用いる。これは次のよう にして行われる。すなわち、まず超音波変換器】だけを超音波送出のために制御 し、調整ユニット２２を用いて、圧力センサ４７．４８の少なくとも１つが最大 出力信号を送出するように配向するのである。圧力センサ４７．４８の出力信号 は同様に測定線路４０を介して制御ユニット３４に供給される。制御ユニットは モニタ４９と接続されている。モニタは圧力センサ４７．４８によって測定され た圧力を表示するのに用いる。この圧力は超音波の強度に比例する。引き続き超 音波変換器１の代わりに超音波変換器２だけを超音波送出のために作動し、調整 ユニット２３を用いて同様に、圧力センサ４７．４８の少なくとも１つが、有利 には超音波変換器１の場合と同じ圧力センナが最大出力信号を送出するように配 向する。次にこのことから、２つの超音波変換器１と２を作動させた際には、超 音波の最大強度領域がカテーテル３５の遠位端部３６の領域、例えば最大出力信 号を送出する圧力センサ４７ないし４８の領域に存在することを前提とすること ができる。健康組織の損傷を確実に回避するため、超音波変換器１と２は配向過 程の間はいわゆるパイロット信号だけを送出するようにすることができる。この パイロット信号は組織損傷を確実に除外することのできる緩和された強度を有す る。

治療を実行するために、２つの超音波変換器１と２は次のように制御される。す なわち、少なくとも超音波の最大強度領域に、治療作用を得るのに必要な温度ま で組織を加熱するのに十分な超音波強度が生じるように制御される。治療作用領 域の大きさ、すなわちそのなかでは治療すべき組織を治療作用を得るのに必要な 温度まで加熱するのに十分である領域の大きさは、１つまたは２つの超音波変換 器１．２の超音波強度を変化することによって変化される。その際、超音波強度 の上昇は治療作用領域の拡大につながる０図１には治療作用領域Ｗが例としてハ ンチングにより示されている。

超音波変換器１と２により形成される超音波の超音波強度を適切に選択すること によって、それぞれの治療事例に適する治療作用領域Ｗの大きさを調整すること ができる。さらに治療作用領域Ｗの位置は、超音波変換器１と２を調整手段２２ と２３を用いて相対的相互に僅かに調整することによって変化される。これによ り、治療作用領域Ｗが前立腺８より小さい場合は、前立腺８全体が治療されるよ うに治療作用領域Ｗを徐々に移動することができる。

治療作用領域Ｗのそれぞれに存在する大きさはモニタ４９に、圧力センサ４７． ４Ｂによって測定された圧力値の表示によって示される。付加的に治療過程の監 視が温度センサ３８．３９によって測定された温度値に基づき行われる。測定さ れた温度値は同様にモニタ４９に表示される。

測定された圧力値は治療作用領域Ｗの瞬時位置を知るのに利用することができる 。このことはまず、調整された超音波強度に対する最大可能圧力値を前に説明し たようにしてめ、超音波変換器１と２を調整手段２２と２３によって調整する際 に得られる圧力値を最大値と比較することによって行われる。瞬時の測定値と最 大値との偏差の大きさから、治療作用領域が治療を必要としない組織領域にいつ 移動したかを識別することができる。

この関連から、制御ユニット３４が測定された圧力値を閾値（閾値は操作ユニッ ト３２により調整された超音波強度に依存して決められる）と比較し、これを下 回るときには、治療作用領域Ｗが健康組織の領域に移動したことを指示するよう にすることができる。閾値は操作者によって治療すべき前立腺８の大きさを考慮 してテーブル等を用いて決定し、操作ユニット３２を介して入力することができ る。しかし制御ユニット３４が、場合により治療すべき前立腺８の大きさの入力 後に閾値を自動的に算出するように構成することもできる。

有利には制御ユニット３４は次のように構成される。

すなわち、閾値を下回る際に超音波変換器１と２の制御を阻止し、治療作用の得 られる超音波強度による超音波形成のための超音波変換器の新たな制御を、超音 波変換器１と２が上記のように新たに配向された後に初めて可能であるように構 成するのである。

圧力センサ４７．４８により測定された圧力値を閾値と比較する他に制御ユニッ ト３４は、温度センサ３８．３９により測定された温度を上限閾値および下限閾 値と比較する。温度に対する閾値も同様に操作ユニット３２を介して入力するこ とができる。上限閾値はそれぞれの治療事例に適合する最大温度に相応し、下限 閾値はそれぞれの治療事例に応じて選択された最小温度に相応する。この際最小 温度まで治療すべき組織は少なくとも加熱されなければならない。温度の上限閾 値を上回ると超音波変換器１と２の制御は阻止され、温度が所定の程度、例えば ５＠Ｃだけ上限閾値より低下して初めて再びイネーブルされる。下限閾値を下回 ると、相応する指示がモニタ４９に出力され、モニタは操作者に治療作用が場合 によりもはや得られないことを指示する。

制御ユニット３４は次のように構成することができる。すなわち、調整ユニット ２２と２３による超音波変換器１と２の調整が操作ニット３２の相応の操作によ ってではなく、圧力センサ４７．４８の出力信号を評価して制御ユニット３４に よって行われるように構成することができる。このことは図１に、制御線路３０ と３１が破線で示された線路５０．５１を介して制御ユニット３４と接続されて いることによって示されている。

以下に説明する実施例は前に説明した実施例と重要な点で一致する。したがって 同じまたは類似の素子には同じ参照符号を付す。

前に説明した実施例では超音波変換器１と２は弱く集束された超音波だけを送出 し、フォーカスゾーンは両方の超音波変換器１と２で実質的に同じ寸法を有して いる。これに対して、図４の超音波変換器１と２は、超音波変換器１と２から送 出される超音波の破線で示された“縁ビーム”が示すように異なる集束度を有す る。超音波変換器１は超音波変換器２よりも小さな集束度を有し、比較的に大き なフォーカスゾーンを有する弱く集束された超音波を送出する。これに対して超 音波変換器２から発射される超音波は強く集束されており、超音波変換器２かも 発射された超音波のフォーカスゾーンより格段に小さなフォーカスゾーンを有す る。治療中に超音波変換器１と２は相対的相互に次のように配向される。すなわ ち、超音波変換器２に所属するフォーカスゾーンが超音波変換器１に所属するフ ォーカスゾーン内にあるように配向される。超音波変換器１と２を圧力センサ４ ７と４８の出力信号に基づいて治療前に、前に記載した実施例に関連して説明し たように調整ユニット２２と２．３を用いて配向した後、図４の実施例では治療 作用領域Ｗの移動が行われる。

この治療作用領域Ｗは前に記載した実施例と比較して非常に小さい。これにより 超音波変換器１の身体３に対する相対的配向を維持したまま、超音波変換器２の 配向を調整ユニット２３を用いて次のように変化することができる。すなわち、 治療作用領域Ｗが徐々に前立腺組織８の治療すべき領域を走査するように変化す ることができる。その際、超音波変換器２から発射された超音波の比較的に小さ なフォーカスゾーンは、超音波変換器１から発射された超音波の比較的大きなフ ォーカスゾーン内に常に留まる。それ以外の場合は治療作用が保証されないこと となる。

図４の治療装置は付加的素子として、直腸適用に適した超音波診断ゾンデ５２を 有する。このゾンデは図４に示されたように直腸５に挿入される。超音波診断ゾ ンデ５２によって２つの相互に交差する、有利には円形セクタ状の患者の身体層 の超音波断層画像を形成することができる。超音波診断ゾンデ５２に隣接する円 形セクタ状身体層の領域は図４に破線で示してあり、ＸないしＹが付されている 。超音波診断ゾンデ５２は直腸５に、超音波断層画像に示される身体層Ｘ、Ｙが 前立腺８を通って延在するように適用される。超音波診断ゾンデ５２は、図示し ないが２つの超音波断層画像を形成するために、適切な超音波トランスデユーサ 装置を存し、この超音波）・ランスデューサ装置は制御および信号線路５３を介 して制御ユニット３４と接続されている。この制御ユニットは、超音波トランス デユーサ装置を制御し、これから送出された信号を処理し、超音波断層画像を形 成するのに必要な電子回路を有する。この電子回路は従来のように構成される。

２つの円形セクタ状超音波断層画像は図４に示されたようにモニタ４９に表示さ れる。

超音波診断ゾンデ５２は図４に概略的に示したように位置決め機構５４に設けら れている。位置決め機構によって所定の＊！ＩＩＮ域内では超音波診断ゾンデ５ ２を任意の空間に位置決めすることができる。位置決め機構５４は位置センサを 有し、位置センサは線路５５を介して超音波診断ゾンデ５２の空間的位置に相応 する信号を制御ユニット３４に出力する。例として位置決め機構は、超音波技術 （コンパウンドスキャン）ではそれ自体公知のように継手アームとして構成する ことができる。これの継手にはそれぞれ角度センサが配置されている。したがっ て超音波診断ゾンデ５２が患者の直腸５に挿入されるとき、この超音波診断ゾン デ５２は次のように配向される。すなわち、前立腺８の所定の治療すべき領域が 両方の断層画像に表示されるように配向される。制御ユニット３４には断層画像 に表示された身体層ＸとＹの位置を表す信号が供給される。

操作ユニット３２によって選択可能な第１の動作形式では、モニタ４９に表示さ れた超音波断層画像に治療作用領域Ｗの位置を表すマークがそれぞれインポーズ される。これにより操作ユニット３２の相応の操作によって超音波変換器１と２ をｖＲ整ユニット２２と２３を用い、作用領域Ｗが超音波断層画像に表示された 前立腺組織８の領域に重なるように配向することができる。

同様に操作ユニット３２により選択可能な第２の動作形式では、同じように超音 波断層画像に治療作用領域Ｗの位置に相応するマークがインポーズされるが、し かしこのマークは超音波変換器１と２の配向に依存しない。超音波珍奇ゾンデ５ ２は直腸５２に、治療すべき前立腺８の所定の組織領域の結像が作用領域Ｗの位 置に相応するマークにより覆われるように位置決めされる。このような場合は、 操作ユニット３２の相応の操作に基づいて制御ユニット３４は調整ユニット２２ と２３を制御し、これにより超音波の治療作用領域Ｗが超音波断層画像中で画像 がマークにより覆われた前立腺８の組織領域内あるように超音波変換器１と２が 配向される。

操作ユニット３２により選択可能な第３の動作形式では、ライトベン５６を用い て超音波断層画像の１つまたは両方に前立腺８の所定の組織領域をマークするこ とができ、操作ユニット３２の相応の操作に基づき制御ユニット３４は調整ユニ ット２２と２３の相応の制御によって治療作用領域Ｗを前記の組織領域へ移動さ せる。

図４の治療装置では、超音波診断ゾンデ５２）こ加えて測定ゾンデ５７が患者の 直腸５に挿入される。この測定ゾンデは図示していないが少なくとも１つの圧力 および温度センサを有する。測定ゾンデ５７によって得られた測定値は測定線路 ５８を介して制御ユニット３４に伝送される。相応の圧力および温度値は付加的 に、カテーテル３５により得られた測定値と共にモニタ４９に表示される。測定 ゾンデ５７により得られた測定値を基準にして、カテーテル３５により得られた 測定値に関連して説明したように閾値との比較を行うことができる６その際、ａ 値の上回りないし下回りは前に説明したような結果となる。

図５の治療装置は図１の治療装置とは次の点で異なる。すなわち、さらに治療超 音波変換器５９が設けられており、この超音波変換器は直腸適用のために設けら れたゾンデ６０に収容されている点である。超音波変換器５９は、図５に一部断 面図で示されたゾンデ６０に次のように組み込まれている。すなわち詳細には図 示しないが、超音波変換器５９がゾンデ６０の長手軸線を中心にして回転でき、 この長手軸線に対して有利には直角に交差する軸線を中心に旋回できるように組 み込まれている。ゾンデ６０ないし超音波変換器５９には調整ユニット６１が配 属されており、この調整ユニットは制御線路６２を介して操作ユニット３２によ り、または線路６３を介して制御ユニット３４により制御することができる。ゾ ンデ６０にも図示しない、例えば三脚状の支持装置が配属されている。

超音波変換器１と２は、図１の治療装置と同じように、集束度の低い変換器であ る。したがってこの変換器は弱く集束された超音波を送出する（図５に破線で示 された、超音波変換器１と２から発射される超音波の“縁ビーム”を参照）。し かし図１の治療装置とは異なり、超音波強度は次のように選択されている。すな わち、超音波変換器１と２から発射された超音波の重畳のみでは治療作用が得ら れないように選択されている、付加的に、超音波変換器５９により形成された強 く集束された超音波を重畳して初めて治療作用が生じる。超音波変換器５９は、 これから発射された超音波の破線で示した“縁ビーム”が示すように高い集束度 を有する。したがって治療作用は、超音波変換器６０により形成された超音波の 強い集束を考慮すれば、非常に小さな治療作用領域Ｗに制限されている。超音波 変換器１の結合はここでも患者の下腹部で行われる。

すなわち、図５でははっきりしないが側方から行う。

これにより超音波変換器１．２および５９から発射される超音波の主伝播方向は それぞれ相互にほぼ直角となる。このようにしてほぼ球形状の治療作用領域Ｗが 得られる。

治療作用領域Ｗの配向は、カテーテル３５の出力信号に基づき、図１の実施例に 関連して説明したように行う。治療すべき前立腺組織領域への治療作用領域Ｗの 移動は有利には、超音波変換器１と２はそれぞれその位置を保持し、超音波変換 器５９を調整ユニット６１によって次のように調整して行う、すなわち、超音波 変換器５９のフォーカスゾーンないし治療作用領域Ｗが、超音波変換器１と２か ら発射された超音波の重畳されている領域内で、治療すべき組織領域に位置決め されるように行う。

超音波変換器１は図１と比較的して拡大された直径を有する。付加的に超音波変 換器１に診断超音波アブ特表千７−５０４３３９　（１Ｇ） リケータ６４を組み込む。このアプリケータによって、治療作用領域Ｗを含む患 者の身体層の超音波断層画像を形成することができる。超音波アプリケータ６４ は超音波変換器１の中央開口部に収容されている。この超音波アプリケータ６４ は制御および信号線路６５を介して制御ユニット３４と接続されている。制御ユ ニット３４は、超音波アプリケータ６４に含まれる超音波トランスデユーサを制 御し、これから送出された信号を処理し、超音波断層画像を形成するのに必要な 電子回路を有する。超音波アプリケータ６４により形成された超音波断層画像は モニタ４９に表示される。

超音波断層画像は治療プロセスを監視するために使用することができる。さらに 図４の実施例と同じように、治療作用領域Ｗの配向を超音波断層画像を使用して 行うことができる。

本発明を良性前立腺肥大の治療例について説明した。

しかしその他の良性または悪性組織変化、例えばその他の増殖または腫瘍を治療 することもできる。

前記の実施例の場合、超音波変換器はそれぞれただ１つのディスク状の圧電セラ ミックを有する。超音波変換器の別の構成も可能である。例えば超音波変換器は 、多数の圧電セラミック変換素子のモザイク状構成を有することができる。

超音波変換器により形成された超音波の集束は前記の実施例の場合、それぞれ集 音レンズを用いて行われる。他の形式の集束も可能である１例えば適切な円形コ ンカーブ形状により、または集束のための電子的手段（位相アレー）により行う ことがマきる。

本発明の治療装置に含まれる超音波変換器は必ずしも同じ周波数で駆動する必要 はない。種々異なる周波数を選択することもできる。このことはそれぞれ存在す る治療作用領域の大きさの制御と関連して利点である。同じ理由から個々の超音 波変換器を、それぞれ達成する最大超音波強度が異なるように制御することも有 利でる。個々の超音波変換器から発射される超音波の伝播に関して最適の伝播比 が得られ、および／または健康組織の損傷を予防するために、個々の超音波変換 器に対して異なるアパーチャ開口角を設けることも有利である。この場合例えば 、会陰に適用される超音波変換器２に対しては比較的に小さなアパーチャ開口角 を設け、前立腺８に隣接する直腸５に適用される超音波変換器５９に対しては大 きなアパーチャ開口角を設けると有利である。

複数の治療超音波変換器を設けることが通常は有利であるが、本発明の治療装置 をただ１つの治療超音波変換器によって実現することもできる。

場合により、尿道に挿入するための所定のカテーテル３５および場合により直腸 に適用される測定ゾンデ５７に２つ以上の圧力および／または温度センナを設け ることが有利である。この場合は所定の限界内で、比較的に大きな組織領域での 圧力ないし温度分布を測定することができ、このことは正確な制御および治療プ ロセスの監視に対する基礎となる。

国際調査、−二一二ＰＣＴ／ＤＥ　９３１００１２６□□　ＰＣＴルＥ　９３１ ００１２６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．生体身体（３）の組織（８）の治療装置であって、 少なくとも１つの治療超音波交換器（１、２、５９）と、超音波変換器（１、２ 、５９）により形成された超音波を生体身体（３）に入力結合するための手段（ ２９）と、超音波の治療作用領域（Ｗ）と生体の身体（３）とを相対的相互に移 動するための手段（２２、２３、３２、３４、６１）と、超音波強度、有利には 超音波の振幅を測定するための手段（３４、３５、４７、４８、５７）とを備え 、 前記超音波変換器（１、２、５９）は、治療作用領域（Ｗ）を有する超音波を送 出し、 前記超音波強度測定手段（３４、３５、４７、４８、５７）は、作用領域（Ｗ） の瞬時の位置に依存しないで、治療すべき組織（８）の領域中の超音波強度を測 定し、 超音波の治療作用領域（Ｗ）と生体身体（３）との相対的相互の移動は、超音波 強度測定手段（３４、３５、４７、４８、５７）によって測定された超音波強度 に基づき、治療すべき組織（８）の少なくとも一部が超音波の治療作用領域（Ｗ ）内にあるように行うことを特徴とする治療装置。 ２．前記超音波強度測定手段（３４、３５、４７、４８、５７）は少なくとも１ つのハイドロフォン（４７、４８）を有する請求の範囲第１項記載の治療装置。 ３．超音波の治療作用領域（Ｗ）中の超音波強度を調整するための手段（３２、 ３４）が設けられている請求の範囲第１項または第２項記載の治療装置。 ４．治療すべき組織（８）の領域の温度を測定するための手段（３４、３５、３ ８、３９、５７）が設けられており、該手段は少なくとも１つの温度センサ（３ ８、３９）を有する請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の治療 装置。 ５．超音波強度測定手段（３４、３５、４７、４８、５７）により測定された超 音波強度を目標値と比較するための手段（３４）および／または温度測定手段（ ３４、３５、３８、３９、５７）により測定された温度を目標値と比較するため の手段（３４）が設けられている請求の範囲第３項または第４項記載の治療装置 。 ６．治療すべき組織（８）に少なくとも隣接する組織領域を冷却するための手段 （３５、４４、４５、４６）が設けられている請求の範囲第１項から第５項まで のいずれか１項記載の治療装置。 ７．超音波の治療作用領域（Ｗ）中の超音波強度を調整するための手段（３２、 ３４）によって超音波強度は、治療すべき組織（８）が温熱治療法で通常の温度 よりも高い温度にもたらされるように調整される請求の範囲第４項から第６項ま でのいずれか１項記載の治療装置。 ８．少なくとも２つの治療超音波変換器（１、２、５９）が設けられており、当 該超音波変換器は超音波をそれぞれ主伝播方向に送出し、 当該超音波変換器は、その主伝播方向が相互に交差し、当該超音波変換器から送 出された超音波が治療すべき組織（８）の領域で重畳するように配置されている 請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の治療装置。 ９．超音波変換器（１、２、５９）からそれぞれ発射される超音波の強度は、治 療作用領域（Ｗ）が超音波の重畳される領域内にあるように選択される請求の範 囲第８項記載の治療装置。 １０．超音波変換器（１、２、５９）は超音波を集束して放射し、それぞれのフ ォーカスゾーンは超音波の重畳領域にある請求の範囲第８項または第９項記載の 治療装置。 １１．フォーカスゾーンは少なくとも一部相互に重なっている請求の範囲第１０ 項記載の治療装置。 １２．フォーカスゾーンは種々異なる寸法を有し、および／または種々異なる形 態である請求の範囲第１０項または第１１項記載の治療装置。 １３．比較的に小さなフォーカスゾーンと比較的に大きなフォーカスゾーンとが 設けられており、超音波の治療作用領域（Ｗ）と生体身体（３）との相対的相互 の移動は、比較的に小さなフォーカスゾーンが比較的に大きなフォーカスゾーン 内で移動されるように行われる請求の範囲第１２項記載の治療装置。 １４．超音波の重畳によって治療作用領域（Ｗ）は少なくとも実質的に球形状に となる請求の範囲第８項から第１３項までのいずれか１項記載の治療装置。 １５．超音波変換器（１、２、５９）は種々異なる周波数の超音波を放射する請 求の範囲第８項から第１４項までのいずれか１項記載の治療装置。 １６．超音波変換器（１、２、５９）からそれぞれ発射される超音波の振幅は超 音波の重畳領域で種々異なる大きさである請求の範囲第８項から第１５項までの いずれか１項記載の治療装置。 １７．超音波変換器（１、２、５９）のアパーチャ開口角は種々異なる大きさで ある請求の範囲第８項から第１６項までのいずれか１項記載の治療装置。 １８．超音波変換器（１、２、５９）は種々異なる集束度を有する請求の範囲第 ８項から第１７項までのいずれか１項記載の治療装置。 １９．超音波変換器（１、２、５９）は移動手段（２２、２３、３２、３４、６ １）によって、２つの相互に有利には直角に交差する軸線（Ａ，Ｂ）を中心にし て旋回可能である請求の範囲第１項から第１８項までのいずれか１項記載の治療 装置。 ２０．治療超音波変換器（５９）は直腸適用のために設けられたゾンデ（６０） に収容されている請求の範囲第１項から第１９項までのいずれか１項記載の治療 装置。 ２１．超音波変換器（５９）は移動手段（３２、３４、６１）によって、ゾンデ （６０）の長手軸線を中心に回転可能であり、ゾンデ（６０）の長手軸線に対し て有利には直角に交差する軸線を中心に旋回可能である請求の範囲第２０項記載 の治療装置。 ２２．治療装置は良性前立腺肥大を治療するために設けられており、 超音波強度測定手段（３４、３５、４７、４８、５７）および／または温度測定 手段（３４、３５、３８、３９、５７）および／または冷却手段（３５、４４、 ４５、４６）は尿道に挿入されるカテーテル（３５）に、および／または直腸に 挿入される測定ゾンデ（５７）に組み込まれている請求の範囲第１項から第２１ 項までのいずれか１項記載の治療装置。 ２３．超音波変換器（１、２、５９）は緩和された強度のパイロット信号を送出 するために制御され、超音波変換器（１、２、５９）と生体身体（（３）との相 対的相互の配向はパイロット信号に基づいて行われる請求の範囲第１項から第２ ２項までのいずれか１項記載の治療装置。 ２４．それそれ１つの超音波変換器（１、２、５９）だけが同時にパイロット信 号の制御のために制御される請求の範囲第２３項記載の治療装置。 ２５．直腸適用に適した超音波診断ゾンデ（５２）が設けられており、 該超音波診断ゾンデ（５２）によって２つの相互に交差する、治療すべき組織（ ８）の領域を含む生体の身体層（（Ｘ，Ｙ）の超音波断層画像を形成することが でき、 超音波の治療作用領域（Ｗ）と生体身体（３）との相対的相互の移動は、超音波 診断ゾンデ（５２）によって形成された超音波断層画像を考慮して行う請求の範 囲第１項から第２４項までのいずれか１項記載の治療装置。 ２６．少なくとの１つの超音波変換器（１）には診断超音波アプリケータ（６４ ）が組み込まれており、該診断超音波アプリケータ（６４）により超音波の治療 作用領域を含む生体の身体層の超音波断層面像を形成することができ、 超音波の治療作用領域（Ｗ）と生体身体との相対的相互の移動は、診断超音波ア プリケータ（６４）により形成された超音波断層画像を考慮して行われる請求の 範囲第１項から第２５項までのいずれか１項記載の治療装置。 ２７．生体身体（３）、例えば泌尿生殖器領域および／または腸領域の組織（８ ）の治療装置であって、治療作用領域（Ｗ）を有する超音波を送出する少なくと の１つの治療超音波変換器（１、２）と、該超音波変換器（１、２）により形成 された超音波を生体身体（３）へ入力結合するための手段（２９）と、超音波の 治療作用領域（Ｗ）と生体身体（３）とを相対的相互に移動するための手段（２ ２、２３、３２、３４）と、直腸適用に適した超音波診断ゾンデ（５２）と治療 作用領域（Ｗ）と超音波診断ゾンデ（５２）との相互の空間的配置関係を検出す るための手段とを有し、 前記超音波診断ゾンデ（５２）によって２つ相互に交差する、治療すべき組織（ ８）の領域を含む生体の身体層（Ｘ，Ｙ）の超音波断層画像が形成され、超音波 の治療作用領域（Ｗ）と生体身体（３）との相対的相互の移動は、超音波診断ゾ ンデ（５２）により形成された超音波断層画像に基づき、検出された治療作用領 域（Ｗ）と超音波診断ゾンデ（５２）との相互の空間的配置関係を考慮して、治 療すべき組織（８）の少なくとも一部が超音波の治療作用領域（Ｗ）にあるよう に行うことを特徴とする治療装置。 ２８．生体身体（３）、例えば泌尿生殖器領域および／または腸領域の組織（８ ）の治療装置であって、少なくとも２つの治療超音波変換器（１、２、５９）と 、超音波変換器（１、２、５９）により形成された超音波を生体身体（３）へ入 力結合するための手段（２９）とを備え、 前記治療超音波変換器（１、２、５９）は超音波をそれぞれ主伝播方向に送出し 、 前記治療超音波変換器（１、２、５９）は、それらの主伝播方向が相互に交差し 、かつ当該治療超音波変換器（１、２、５９）から発射された超音波ガ重畳する ように配置されしてお、 超音波変換器（１、２、５９）からそれぞれ発射された超音波の超音波強度は、 超音波の治療作用領域（Ｗ）が超音波の重畳する領域内に生じるように選択し、 比較的小さなフォーカスゾーンと比較的大きなフォーカスゾーンとが設けられて おり、 超音波の作用領域（Ｗ）と生体身体（３）との相対的相互の移動は、比較的小さ なフォーカスゾーンを比較的大きなフォーカスゾーン内で、治療すべき組織（８ ）の少なくとも一部が超音波の治療作用領域（Ｗ）内にあるように移動させて行 うことを特徴とする治療装置。 ２９．超音波変換（１、２、５９）の入力結合は、腹部おにび／または会陰およ び／または直腸で行う請求の範囲第１項から第２８項までのいずれか１項記載の 良性前立腺肥大の治療装置のための駆動方法。 ３０．腹部適用は超音波領域の側方から行う請求の範囲第２９項記載の駆動方法 。