JPH08633A - 医療音波源および医療音波による医療機器 - Google Patents
医療音波源および医療音波による医療機器Info
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Abstract
とである。 【構成】 この目的達成のため、本発明による、医療音
波により生体の内部領域を最小の侵害で治療する治療音
波の音波源は折りたたみ可能に構成されている。
Description
領域を最小の侵襲で治療するために生体の体内へ挿入た
めに医療音波源および、集積化された医療音波により体
内領域を治療する機器に関する。
治療のためにも悪性のそれのためにも用いられる。音波
源は通常は超音波領域における音波を放射する。相異な
る治療形式は超音波の熱作用を利用する。治療の場合、
収集化された音波により焦点に40°〜100℃の範囲
の温度が発生される。温度はその都度に治療されるべき
病像に依存して選択される。
前立腺増殖(BPH)の治療のために用いられる。音波
源は直腸に照射できるように形成されている。肛門を傷
つけないようにするために、音波源の横断面は所定の最
大値を上回わってはならない。このための問題点は、医
療音波の放射に用いられる放射面積が制限されているこ
とである。単位面積当りに所定の音波の最高出力しか放
射できないため、放射可能な全部の音波出力が制限され
ている。そのため不所望に長い治療持続時間が生ずる。
類似の問題点は、トロカールによる音波源が例えば腹腔
内視の治療中に適用すべき時に、生ずる。
に述べた形式の音波源は、米国特許第4955365号
公報に示されている。
音波の発生のために用いられる部分音波源を有する。こ
の発生された医療音波は音響ミラーを用いてその都度に
必要とされる様に偏向される。身体内部への音波源の挿
入を容易化する目的で、部分音波源とミラーを、低減さ
れる横断面寸法が得られるように旋回できる。そのため
多少の改善は達せられるが、放射される音波出力は依然
として制限されている。
形式の音波源を、この音波源が簡単に身体内部に使用可
能に、かつそれにもかかわらず高い音波出力を放射可能
に構成することである。
次のようにして解決されている。即ち、該音波源は、少
なくとも2つの、それぞれ医療音波の発生のために用い
られる部分音波源に分割されておりかつ次の様に折りた
たみ可能であり、即ち、部分音波源が折りたたまれた挿
入位置から開かれた動作位置へ、およびその逆へ操作さ
れる様に折りたたみ可能であり、音波源は、挿入位置に
おいては動作位置におけるよりも低減された横断面寸法
を有する。音波源を折りたたまれた状態で自然路たとえ
ば大腸または小腸にまたは人工路たとえばトロカールの
中に当てて、次に身体内部で開くことができる。開かれ
た状態において全部の部分音波源が医療音波の発生に能
動的に関与する。その結果、同一の挿入路に当てられる
折りたたみ式でない音波源の場合よりも著しく大きくで
きる能動的放射面積が医療音波の発生のために使用可能
になる。
号に、多数の部分音波源に分割されている医療音波源が
示されている。これらの部分音波源は医療音波の集束位
置を制御するために一定の限界内で互いに相対的に旋回
可能である。しかしそれは生体の身体の中へ挿入可能な
音波源ではない。
部分音波源は、挿入位置から動作位置へ、およびその逆
への操作のために、挿入方向に実質的に平行に延在する
軸線を中心に旋回可能に互いに結合されている。この構
成により、著しく有利で構造的に簡単な構成が得られ
る。このようにして、挿入方向から見て、挿入位置にお
ける音波源の横断面を囲む最小の円は、動作位置におけ
る音波源の横断面を囲む最小の円よりも著しく小さい直
径を有する構成が達せられる。著しく小さい直径とは、
動作位置のための尺度となる直径のせいぜい0.6倍の
直径のことである。
する場合に、動作位置においてできるだけ大きい放射面
積を提供可能にする目的で、本発明の有利な変形実施例
によれば、音波源は少なくとも3つの部分音波源を有す
る。
源が3つの部分音波源を有し、これらの3つの部分音波
源は挿入方向から見て、挿入位置においては例えば二等
辺三角形、例えば正三角形の形式で設けられている。そ
のため音波源をその挿入位置から動作位置へ、およびそ
の逆へ変位させるために駆動させる技術費用は、動作位
置において利用できる放射面積が、非折りたたみ式音波
源−その挿入位置における横断面寸法は本発明による音
波源の横断面寸法に相応する−の場合の少なくとも約3
倍になるにもかかわらず、著しくわずかになる。
けて、生体に苦痛または損傷を与えないために、音波源
は挿入方向からみて、挿入位置において丸められた外側
横断面輪郭を有する。
照射を集中可能にする目的で、本発明の実施例によれ
ば、音波源を用いて、集束された医療音波が放射され
る。複数個の部分音波源を有する音波源の場合、できる
だけ短かい治療持続時間を保証するために、相異なる部
分音波源から送出される医療音波が1つの共通の集束ゾ
ーンへ集まる。
変換器として実施されている時は、本発明の実施例によ
れば、超音波変換器は多数の超音波変換素子の配列体す
なわちアレーたとえば直線的な配列体として構成されて
いる。これにより一方では著しく大きい超音波変換器の
製造の際に現われる問題点が回避され、他方ではフェー
ズドアレイの形式の超音波変換器素子の制御の際に、治
療音波の集束領域が音波源に対して変位可能となる。こ
の場合、有利に、音波源そのものの変位を必要とするこ
となく、相異なる領域が治療可能となる。フェーズドア
レーの形式の超音波素子の制御により、集束領域も変化
可能となる。
き領域に対する音波源の位置に関して得られる画像情報
のほかにさらなる情報を利用する目的で、本発明の有利
な実施例によれば、音波源を用いて選択的に、治療音波
ではなく、診断用超音波が超音波像形成のために放射さ
れる。
出力がより小さいため、場合により、音波源において、
1つの部分音波源だけが診断用超音波の放射のために作
動される構成で十分である。そのため、治療されるべき
領域を超音波像の中で観察することもできる。これに関
連づけて有利であるのは、集束ゾーンの瞬時の位置を示
すマークを、形成された超音波像の中へ挿入可能にする
ことである。何故ならばこれにより、医療音波の送出の
ために音波源を作動する際に、どの身体領域にこの音波
を照射するかを知ることができるからである。
用の針案内体が取り付けられている。そのため必要に応
じて組織試料を採取することができる。所期のように組
織試料を特別の関心対象の領域から採取可能にするため
に、本発明の特に有利な変形実施例においては、音波源
において、生検針または穿刺針の穿刺路の経過を表示す
るマーキングが、生成された超音波像の中へ挿入され
る。そのため針案内部材を、次のように整合配向し得
る、即ちまず最初に、穿刺路を表示するマーキングを関
心対象の領域を通って、次に生検針を組織試料の採取の
ために針案内体の中に挿入することができるように整合
配向し得る。
療すべき領域の中へ入れて、ここで医療音波による治療
の際に現われる温度を測定することもできる。
度の適用事例に相応に位置定め可能にするために、本発
明の実施例によれば、音波源にハンドグリップがリンク
的に取り付けられている。これに関連づけて針案内部材
がハンドグリップに取り付けられている。そのためハン
ドグリップを音波源に対して変位させることにより、針
案内体を、実施されるべき組織採取に適した位置へ移行
することもできる。
る。
源1は折りたたみ式に構成されており、3つの部分音波
源1a〜1cを含む。部分音波源1bと1cは部分音波
1aに旋回可能に取り付けられている。音波源は選択的
に図1と図2に示されている折りたたまれた位置−以下
挿入位置と称する−へ、または図3と図4に示されてい
る展開された位置−以下、動作位置と称する−へ移行で
きる。
2a,2bを用いて部分音波源1aと矢印Eで示されて
いる挿入方向に実質的に平行に延長する軸線A1とA2
を中心に旋回可能に結合されている。
位置にある時は、挿入方向から見て部分音波源1a〜1
cは2等辺三角形の形式で−この実施例の場合は正三角
形でもある−配置されている。部分音波源1a〜1cの
外面は次のように形成されている。即ち、挿入位置にお
ける音波源1が同じく挿入方向から見て、丸められた即
ち円形の外側横断面輪郭を有するように、形成されてい
る。この実施例の場合、挿入位置における音波源を囲む
最小の円−これは挿入位置における横断面の輪郭に相応
する−は約15mmの直径を有する。動作位置において
音波源を囲む最小の円−これは図4に部分的に破線Kで
示されている−は直径約35mmを有する。そのため挿
入位置における音波源を囲む最小の円は、動作位置にお
ける音波源に周回される最小の円の直径よりも著しく小
さい。何故ならば前者の直径は後者の直径の半分だから
である。
学的に良好に協調するプラスチックから成る基体3a〜
3cを有し、この中に支持体(基材)4a〜4cの上に
取り付けられた超音波変換器5a〜5cが埋め込まれて
いる。超音波変換器5a〜5cとして圧電超音波変換器
が用いられる。支持体4a〜4cの厚さとその材料の音
響インピーダンスは公知の様に、超音波変換器の固有周
波数へ、および超音波変換器5a〜5cの材料の音響イ
ンピーダンスへ整合されるように選定されている。超音
波変換器5a〜5cはそれぞれ集音レンズ6a〜6cを
有する。その結果、理論的に図4に一点鎖線で示されて
いる様に、超音波変換器5a〜5cから送出される超音
波は、それぞれの超音波変換器5a〜5cの長手軸線に
平行に延在する線状焦点へ集束される。部分音波源1a
〜1cはさらに音波源1の動作位置において、3つの線
状焦点が部分音波源1a〜1cの1つの共通の線状焦点
LFへ重なるように配置されている。
分音波源1bの実施例からわかる様に、部分音波源1a
〜1cすなわちそれらの超音波変換器5a〜5cは、リ
ニヤなアレイ(直線状の配列)の形式で、多数の超音波
変換器素子へ分割されている。図5において超音波変換
器素子は参照符号7a1〜7anを有する。この実施例
においてさらに超音波変換器5a〜5cは、支持体4a
〜4cおよび集音レンズ6a〜6cと共に同一に構成さ
れている。しかしこのことは必ずしも必要とはされな
い。
は音波源1の作動中はフェーズドアレイ(位相をずらし
て励振制御される装置)の形式で次のように励振制御さ
れる。即ち、超音波変換器5a〜5cから送出される超
音波のために、1つの共通のほぼシガー状の集束領域が
形成されるように、制御される。この集束領域は超音波
変換素子の制御に応じて、図3において斜線で示した範
囲の内部で、音波源1に対して相対的に変位可能であ
る。図3において集束ゾーンFZ1〜FZ3の3つの可
能な位置が示されている。集束ゾーンとは、最大の音圧
の個所を囲みかつ−3dB等圧線により境界づけられて
いる領域のことである。この領域は医療用の作用領域と
も称される。
を選択的に診断用超音波の送出のために次のように作動
することもできる。即ち集束ゾーンを変位できる領域を
少なくとも含む範囲が、超音波像の中に表示できるよう
に、作動することもできる。超音波変換器5aの超音波
変換素子は、診断用超音波技術によるそれ自体は公知の
リニヤなスキャン(直線状の走査)の形式で制御され
る。その場合、公知の様に常に一群の超音波変換器素子
が共通に制御される。このため、図3に示されている平
面に対して、図3にリニヤなスキャンの走査位置とし
て、例えば点線で記入されている、診断用超音波ビーム
の輪郭が形成される。
へ、およびその逆へ操作可能にする目的で、部分音波源
1bと1cへ作用する電気的機械的歯車付モータ8が設
けられている。
ルに次のように取り付けられている。即ち、ハンドグリ
ップが図1と図3にGAで示されている、図平面に直角
に延在するリンク軸線を中心に旋回可能に、取り付けら
れている。旋回運動はモータにより実施できる。この目
的で図1と図3に破線で示されている別の電気的機械的
歯車付モータ10が設けられている。
ための針案内体11を有する。
的組織変化の治療のための治療機器が示されている。
4を有する電子計算装置13を備えている。キーボード
は医療機器の制御と操作のために用いられる。
いる。これは、医療音波に発生するために超音波変換器
5a〜5cを駆動する目的で用いられる。発生器装置1
5は一方では線路16a,16b,16cを介して超音
波変換器5a,5b,5cと接続されている。他方では
発生器装置15は2つの制御線17,18を介して電子
計算装置13と接続されている。制御線17を介して電
子計算装置13は発生器装置15を作動する。そのため
医療超音波は、相応の信号が制御線路17に存在する限
り、放射される。制御線路18は集束ゾーンの位置をそ
の都度に必要とされるように設定するために用いられ
る。
る。この診断機器は、電子計算装置13により操作され
るスイッチ20を介して選択的に、発生器装置15の相
応の出力側ではなく、超音波変換器5aと接続できる。
スイッチ20が図6に示されている位置を取ると、超音
波診断機器19は超音波変換器5aと公知のように次の
ように共働する。即ち、リニヤなスキャンにより超音波
B像が発成され、この像が治療されるべき領域を超音波
像の形式でモニタ22の上に表示させるように、共働す
る。
びその逆へ、即ち音波源11に対するハンドグリップ9
の傾斜を変位可能にする目的で、相応のギヤ付モータ8
と10は制御線路23と24を介して、電子計算装置1
3と接続されている。適切なドライバ25と26が制御
線路23と24を介して電子計算装置と接続されてい
る。この場合、適切なドライバ段25と26が制御線路
23と24の中に接続されている。
られている。この変位手段は、患者Pに対する音波源1
の位置を、手動で設定された初期位置から出発して、モ
ータで所定の限界において例えば3次元的に変位させる
ために、用いられる。変位手段27は制御線路28を介
して電子計算装置13と接続されている。
にするために、温度センサとしてサーモ素子29が設け
られている。このサーモ素子は、信号準備処理段30を
介してアナログ/ディジタル変換器31と接続されてい
る。アナログ/ディジタル変換器31の出力データはデ
ータ線路32を介して電子計算装置13へ導びかれる。
アナログ/ディジタル変換器31から送出されるデータ
を電子計算装置13は、発生器装置15へ導びかれる制
御線路33を介して、治療超音波び強度を制御する目的
で、または必要の場合は制御線路17を介して、治療超
音波を遮断する目的で、用いる。
断機器19の出力信号は、モニタ22へ直接導びかれる
のではなく、マーク発生器34の介入接続の下に導びか
れる。マーク発生器は超音波像の中へ一方では、超音波
像における集束ゾーンFZの瞬時位置に相応するマーク
FZ′を挿入する。他方ではマーク発生器は線状のマー
クMを超音波像中に挿入する。このマークは、針案内体
11の中に収容する生検針の穿刺路の経過を示す。
に必要とされる情報を、マーク発生器34は線路35を
介して電子装置13から供給される。マークFZ′に関
する情報を電子計算装置13は、発生器装置15へ治療
超音波の集束化のために導びかれる信号から取り出す。
マークMの位置に関する情報を電子計算装置13は、歯
車付モータ10に所属する図示されていない位置センサ
の信号から取り出す。この位置センサは音波源1に対す
るハンドグリップ9の角度位置に相応する信号を、電子
計算装置13へ与える。
治療が示されている。
s針46により腹腔がCO2で充てんされる。所属のC
O2吹入器がCO2タンク43と圧力微調整器42として
示されている。次に内視鏡36が使用される。図6に肋
骨がRで示されている。内視鏡36は、図6に示されて
いないトロカールにより患者Pの腹腔の中へ導びかれて
いることは理解される。音波源1の使用も、図6に示さ
れていない適切な大きさのトロカールにより行なわれ
る。
ジョンカメラ38が所属する。これらは例えば光ファイ
バの光波導体39,40を介して光学的に内視鏡36と
接続されている。テレビジョンカメラ38の像はモニタ
41に表示される。
波源1を、必要な場合はハンドグリップの傾斜化の下
に、適切に位置定めしてから開くことができる。相応の
超音波像をモニタ22の上で得る目的で、続いて部分音
波源1aが診断用超音波の送信、および相応のエコーの
受信のために作動される。音波源1は例えばモータ式変
位手段27の支援の下に、次のように位置定めされる。
即ち、しゅようTが超音波像の中に明瞭に現われさらに
マークMが所望のようにしゅうようTの中を進む様に位
置される。この場合、わずかな補正が、音波源1とグリ
ップ9との間の角度位置の変化により可能である。
超音波監視の下に挿入される生検針を用いて組織試料が
採取できる。付加的または選択的に穿刺針12を用い
て、サーモ素子29がしゅようTにおける適切な個所に
当接される。
るべき領域が超音波像の中でマークされる。
いて、キーボードを用いてプリセット可能な時間中に、
同じくキーボードを用いてプリセント可能な強さの治療
超音波が放射される。この場合、音波源1の超音波変換
器素子は次のように制御される。即ち、治療超音波の集
束ゾーンがしゅようの、ライトペン44を用いて超音波
像の中に識別された個所に相応する個所に位置するよう
に、制御される。
終了前に、サーモ素子29を用いて、キーボード14を
用いて入力される上側限界を上回わる温度を測定すべき
時は、まず最初に治療超音波の強さを低減し次に、サー
モ素子299を用いて測定されて温度がこの限界値をこ
の時もまだ上回わる間は治療超音波の送信が遮断され
る。
の相応の操作にもとづいて歩進的に治療される一層大き
い領域をマークすることもできる。この場合、電子計算
装置13は集束ゾーンを、マーキングされた全部の領域
が処理されてしまうまで、少しずつ変位させてゆく。
らその挿入位置へ復帰される。さらに場合によりハンド
グリップの傾斜化も復帰される。続いて音波源1は引き
抜かれる。 温度測定に付加的に圧力測定も実施でき
る。このことは図6において、穿刺針12を用いて挿入
される小型化された圧力センサ45が設けられているこ
とにより示されている。圧力センサとして、圧電的に作
動されるポリマーシートから成るセンサを使用できる。
源の平面図である。
波の平面図である。
る。
治療を示すブロック図である。
Claims (26)
- 【請求項1】 医療音波により体内の領域を最小の侵襲
性で治療するために生体の体内へ挿入される医療音波源
(1)において、該音波源(1)は、少なくとも2つ
の、それぞれ医療音波の発生のために用いられる部分音
波源(1a〜1c)に分割されておりかつ次の様に折り
たたみ可能であり、即ち、部分音波源(1a〜1c)が
折りたたまれた挿入位置から開かれた動作位置へ、およ
びその逆へ調整操作される様に折りたたみ可能であり、
音波源(1)は、挿入位置においては動作位置における
よりも低減された横断面寸法を有することを特徴とす
る、生体の体内へ挿入される医療音波源。 - 【請求項2】 音波源の部分音波源(1a〜1c)は、
挿入位置から動作位置へ、およびその逆への操作のため
に、挿入方向(E)に少なくとも実質的に平行に延在す
る軸線(A1,A2)を中心に旋回可能に互いに結合され
ている、請求項1記載の音波源。 - 【請求項3】 挿入方向(E)から見て、挿入位置にお
ける音波源(1)の横断面を囲む最小の円が、動作位置
における音波源(1)の横断面を囲む最小の円よりも著
しく小さい直径を有する、請求項1又は2記載の音波
源。 - 【請求項4】 音波源が少なくとも3つの部分音波源
(1a〜1c)を有する、請求項1から3までのいずれ
か1項記載の音波源。 - 【請求項5】 音波源が3つの部分音波源(1a〜1
c)を有し、該3つの部分音波源は挿入方向(E)から
見て、挿入位置においては例えば二等辺三角形、例えば
正三角形を形成する、請求項4記載の音波源。 - 【請求項6】 音波源は挿入方向(E)からみて、挿入
位置において丸められた外側横断面輪郭を有する、請求
項1から5までのいずれか1項記載の音波源。 - 【請求項7】 音波源を用いて、集束された医療音波が
放射される、請求項1から6までのいずれか1項記載の
音波源。 - 【請求項8】 相異なる部分音波源(1a〜1c)から
送出される医療音波が1つの共通の集束ゾーンへ集ま
る、請求項7記載の音波源。 - 【請求項9】 音波源が例えば圧電超音波変換器として
構成されており、該変換器は多数の超音波変換器素子の
アレーすなわち配列体として構成されている、請求項1
から8までのいずれか1項記載の音波源。 - 【請求項10】 音波源の部分音波源(1a〜1c)が
それぞれ、多数の超音波変換器素子の配列体として構成
されている、請求項9記載の音波源。 - 【請求項11】 音波源が直線的な配列体として構成さ
れている、請求項9又は10記載の音波源。 - 【請求項12】 音波源の集束ゾーンが音波源(1)に
対して相対的に変位可能である、請求項7から11まで
のいずれか1項記載の音波源。 - 【請求項13】 音波源がフェーズドアレイの形式で可
制御である、請求項1から12までのいずれか1項記載
の音波源。 - 【請求項14】 音波源を用いて選択的に、治療音波で
はなく、診断用超音波が超音波像形成のために放射され
る、請求項1から13までのいずれか1項記載の音波
源。 - 【請求項15】 音波源において、1つの部分音波源
(1a)だけが診断用超音波の放射のために作動され
る、請求項14記載の音波源。 - 【請求項16】 音波源において、集束ゾーンの瞬時の
位置を示すマークを、生成された超音波像の中へ挿入す
る、請求項14又は15記載の音波源。 - 【請求項17】 音波源に、生検針または穿刺針のため
の針案内体(11)が取り付けられている、請求項1か
ら16までのいずれか1項記載の音波源。 - 【請求項18】 音波源において、生検針または穿刺針
の穿刺路の経過を表示するマーキングが、生成された超
音波像の中へ挿入される、請求項17記載の音波源。 - 【請求項19】 音波源に、ハンドグリップ(9)が
(リンク)式に取り付けられている、請求項1から18
までのいずれか1項記載の音波源。 - 【請求項20】 音波源において、針案内体(11)が
ハンドグリップ(9)に取り付けられている、請求項1
8又は19記載の音波源。 - 【請求項21】 集束された医療音波により体内領域を
治療する機器において、該機器は、 a) 体内領域での使用のために設けられている、請求
項1〜20による医療音波源(1)を有し、該音波源
は、最小の侵襲性で生体の体内へ挿入可能であり、 b) 医療音波を発生するための音波源(1)を制御す
る手段(15)を有し、 c) 診断用超音波を発生するために、および超音波像
を生成する相応のエコーを受信するために、および集束
ゾーンの瞬時の位置を示すマーク(FZ′)を生成され
た超音波像の中へ挿入するために、音波源(1)を制御
する手段(19,34)を有し、 d) 医療超音波源の集束ゾーンと、処理されるべき領
域とを互いに相対的に調整移動(変位)させる手段(1
3,18)を有することを特徴とする、集積化される医
療音波により体内領域を治療する機器。 - 【請求項22】 前記の機器は、さらに体内領域におけ
る音波源(1)の使用を監視する内視鏡(36)を有す
る、請求項21記載の機器。 - 【請求項23】 機器の音波源(1)に生検針のための
針案内体(11)が取り付けられている、請求項21又
は22記載の機器。 - 【請求項24】 生検針の穿刺路の経過を示すマーキン
グ(M)が、生成された超音波像の中へ挿入される、請
求項23記載の機器。 - 【請求項25】 機器が、生検針を用いて侵襲的に設置
される圧力センサ(45)、および/または生検針を用
いて侵害的に当接される温度センサ(29)を有し、一
方または両方のセンサは、治療超音波の強度を制御する
制御装置と共働する、請求項21から24までのいずれ
か1項記載の機器。 - 【請求項26】 機器は、音波源を収容する部材室を音
波伝播性媒質で充てんする手段を含む、請求項21から
25までのいずれか1項記載の機器。
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