JPH11504534A - 超音波治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 選択された組織部位での感光性薬物の吸収を高める方法は、供給装置を提供する。この供給装置は感光性薬物を導入し、また超音波源に結合された超音波放出器を有する超音波装置を含んでいる。感光性薬物は患者の身体の中に導入される。超音波エネルギーが発生される。選択された組織部位での感光性薬物の吸収に続いて、感光性薬物を活性化させるために、超音波エネルギーが感光性薬物に向けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 超音波治療装置 発明の背景 発明の分野 この超音波治療装置は、血栓症、アテローム性動脈硬化症及びその他の疾患の ために用いることができ、また、ＰＴＣＡ、ＤＣＡ、ステント、レーザ、ロータ 等を用いた血管形成治療後の再閉塞を治療するために用いることができる。本発 明は特に、感光性薬物に超音波を照射することができる、先端に装着された超音 波放出素子を備えたカテーテルによって使用することができる。関連技術の説明 従来技術： 例えば、急性心筋梗塞の場合、冠動脈は血栓またはアテローム硬 化性変化によって閉塞を生じ、心筋への酸素供給を阻害して壊死を生じる可能性 がある。 内科での心筋梗塞の治療方法の一つは、血栓溶解剤を投与することである。こ の治療手段は、薬物を経口的にまたは注射により投与して、凝血塊を溶解するも のである。しかしながら、この非外科的な血栓溶解療法薬は全身を循環するので 、標的への十分な薬物吸収が妨げられる。従って、病巣での薬物投与量は全体の 投与量に比較して極めて少なく、効率的な薬物投与法の問題として論じられてい る。また、効果を得るために薬物濃度を増大させれば、他の器官に重篤な副作用 を生じる可能性がある。 他方、機械的な血管拡張法のように、血栓−アテローム硬化病巣を局部的に治 療する他の方法が知られている。ＰＴＣＡ（経皮的に管腔を貫通させる冠動脈血 管形成術）と称される血管拡張療法は、Ｘ線でモニターしながらガイドワイヤを 大腿動脈から冠状動脈へと挿入し、先端に膨張可能なバルーンを備えたカテーテ ルを配設するものである。このバルーンは狭窄病巣を拡張して、血流の増大をも たらすことができる。レーザおよびドリルのような、病巣を除去する他の方法も 存在する。 しかしながら、これらの処置の後、患者の３０％〜５０％の高率で、治療後数 ヶ月の間に再狭窄が生じる。治療後の冠動脈血管造影による定型的な検査が繰り 返され、もし再狭窄が存在すれば、血管形成術が繰り返し行われる。幾つかの症 例では他の拡張治療が必要とされ、それが不可能な場合には、冠動脈のバイパス 手術が行われる。 狭窄を予防するためには、ステントと称する金属ネットの円筒状器具を狭窄位 置に配置する方法があり、該ステントは、バルーンカテーテルによる拡張後の血 管壁を支持する。それでもなお、再閉塞が発生する率は高い。 再狭窄は、バルーンまたはステントを挿入する際に作られた血管内壁の損傷によ って誘導される。新生内膜の肥厚(neointimal hyperplasia)が再狭窄の原因であ ると思われる。最近、再狭窄を防止するために、フォトフリン(Photofrin)、Ｕ ｐＤ、ＤＨＥ／Ｅ（ジヘマトポルフィリンおよびエーテル）、クロロアルヌム・ スルホン酸化フタロシアニン(Chloroalunum sulfonated phthaloyanine)、８− メトキシプロラーレン(8-methoxypsoralen)、５−アミノレブリン酸等のような 感光性薬物を用いた光力学的治療が研究されている。パオロ・オルツ等(Paolo O rtu et al.)の論文、「動脈循環系の光力学的治療」（アメリカ心臓学会誌、199 2，vol．85，pp.1189-1196 ）を参照されたい。 感光性薬物は、光に曝されたときに活性化して有効な薬剤になる。従って、当 該薬物が体内に投与された後に光が標的病巣に照射されると、その位置でのみ、 有効な薬物が誘導される。このように、感光性薬物を用いた光力学的療法は、非 病変部に対して副作用を生じる傾向が少ないという利益がある。 しかしながら、光力学的療法の場合には、身体外から光を照射しなければなら ない問題がある。光が人の組織の中へ侵入する距離はせいぜい１cmであるから、 治療効果は体表面の近傍部分で得られるに過ぎない。加えて、身体表面から更に 大きな距離に亘って光を浸透させようとすると、露光エネルギーを増大させる必 要がある。その場合、患者が熱せられて組織の分解を生じる可能性があった。装 置の大規模化によるコスト高の問題がある。更に、光力学的療法が血管治療に用 いられるときは、赤血球細胞による光吸収の問題がある。血管に対する現在の光 力学的療法では、病巣で血流が停止されて透明な液体で置換されるが、これは複 雑な方法である。発明の概要 本発明の目的は、光エネルギーを使用することなく、局部的に疾病を治療する ための薬物供給ツールを提供することである。 超音波治療装置を身体の血管内に挿入して、感光性薬物に対して超音波を照射 し、該感光性薬物を活性化する。また、超音波治療装置は身体外から超音波を照 射して、血流中に注射された感光性薬物に対して超音波を照射することができる が、該装置は上記感光性薬物を活性化する手段である。 当該感光性薬物は、カテーテルを介して、または従来の注射によって、血流中 に供給することができる。当該カテーテル先端に設けたられ超音波放出器は、血 管内の感光性薬物を活性化させることができる。当該薬物は、光エネルギーと同 様に、超音波エネルギーによっても活性化することができる。従って、感光性薬 物は患部付近でのみ有効になり、部位特異的に治療することを可能にする。 加えて、超音波エネルギーは、身体外から照射することも可能である。光エネ ルギーに比較して、超音波は組織を通過する際のエネルギー喪失が少ないから、 身体表面からより遠く且つより深くに位置する病巣まで到達して、該病巣で感光 性薬物を活性化させることを可能にする。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の超音波治療装置を示す模式図である。 図２は、超音波発生装置の拡大横断面図である。 図３は、血管の肥厚を示す模式図である。 図４ａおよび図４ｂは図３の血管の断面図であり、それぞれ、ＸＸ線およびＹ Ｙ線に沿って血管の長手軸に直角に切断した図である。 好ましい実施例の詳細な説明 使用の例： 以下は、図を参照した、本発明の使用例に関する具体的かつ詳細な説明である 。 図１は、本発明の超音波装置が如何にして使用され得るかを示す模式図である 。テフロンまたはシリコーン製のカテーテル装置２は、その先端に超音波放出素 子３を有しており、血管１の中に挿入される。 図２は、装置３の拡大断面図を示している。超音波放出素子３、シリンダ状の 電気素子４、該素子表面４の内側は、例えば円筒状に成形された銀電極５を有し ており、更に、該電極の内表面５および外表面６は、外側からの電気的絶縁を維 持するようにコートされている。両電極は、リードワイヤ７および８に接続され ている。これらリードワイヤ７および８の両者は、カテーテル２の内側を通って 身体外のカテーテル基部にまで延設されている。また、超音波発生装置３２の先 端は、円盤９の内側に封入されている。カテーテル先端の直径は約１mmであり、 長手軸方向の長さは約１mmである。しかし、寸法は患部の種類または状態に従っ て変化させてもよく、この特定の寸法に限定されるものではない。 超音波周波数の電気信号が超音波発生装置３の電極５および６の間に入力され 、電気素子４は、物理的振動によって矢印Ｐの方向に超音波を発生させる。超音 波振動は、血管１内の血流１ｄ中および血管壁の内膜層１ａ中にある感光性薬物 に照射される。超音波は、超音波素子表面４に直角な、図１にＱで示す方向に伝 達される。換言すれば、超音波は超音波発生装置３の軸に対して直角に放射され て、超音波振動が効率的に内膜に照射される。内膜層１ａが超音波振動に曝され ると、組織は超音波によって弛緩し、薬剤を容易に吸収されるようになる。実験例： 以下は、上記で説明したこの超音波発生装置を用いることによって、内弾性板 過形成抑制効果が得られることを証明する実験である（実験Ａ）。 日本白色ウサギの腹部大動脈内膜層１ａを、ネンブタール（24mg／kg）を用い て麻酔をかけた状態で、７cmに亘ってバルーンで傷付けた（fogarty，4f）。線 図１Ａは、血管内膜層の損傷の範囲を示している。１ｂは平滑筋層であり、１ｃ は外層である。動脈が損傷した直後に、感光性薬物として公知のフォトフリンII （5 mg／kg）を耳静脈に注入した。同時に、図１に示すように、損傷した動脈の 中央に１cmにわたって、超音波発生装置を用いて超音波を10分間照射した。図１ におけるＢは、超音波照射部であり、１ｄは感光性薬物を含んだ血液を示す。超 音波の強度は0.3 W ／cm²とし、周波数は1.3 MHz とした。 ４週間後に、超音波照射部Ｂ、並びに超音波非照射部ＢおよびＣを切開し、切 断し、ＥＶＧ染色により染色した。画像分析のために、過形成領域をコンピュー タ（マッキントッシュ・クワドラ800 ）で測定した。内膜面積(intimal area)お よび中膜面積(media area)の面積比を測定した。 図３は、過形成の状態を示す模式図である。図４（ａ）（ｂ）は、Ｘ−Ｘ線お よびＹ−Ｙ線のように、長手方向に直交する方向に切断した断面図を示している 。 加えて、超音波だけの効果を測定するために、血管壁を損傷させた直後に、フ ォトフリンIIの投与以外、上記と同じ処理手順を実行した（実験Ｂ）。 スチューデントのｔ検定（対の(paired)、０＜0.05）を用いて、超音波照射試 験群と超音波非照射試験群との間の比較を行った。他の比較にはＡＮＯＶＡを用 いた。 過形成内膜面積は、表面から内膜層までの断面領域とし、また、中膜面積は、 内膜から外層までの断面領域とした。その結果を下記に示す。 実験Ａおよび実験Ｂの結果によって、フォトフリンII単独、または超音波単独 の場合には、過形成抑制効果の無いことを確認した。しかしながら、超音波照射 とフォトフリンII投与との併用によって、顕著な治療効果が確認された。 なお、超音波は身体の外部から血管に照射した。しかし、米国特許第5,158,071 号に詳細に記載されているように、超音波は、感光性薬物への体外超音波エネル ギー照射(extracorporeal ultrasound energy irradiation)によって、身体内の 所定位置に集中させてもよい。 発明の効果 上記のように、本発明によれば、感光性薬物が超音波に対しても感受性である ことから、光の代わりに超音波が適用された。この方法によって、体表面から遠 く離れた患部をも、治療に有効な薬物の効果によって局部的に治療することがで きる。 本発明の好ましい実施例に関する上記の説明は、例示および説明の目的で提示 されたものである。本発明は、開示された通りの形態が全てではなく、この形態 に限定されるものではない。多くの改良および変形が当業者には明らかであろう 。本発明の範囲は、後述する請求の範囲およびその均等物によってのみ限定され るものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．感光性薬物を患者の体内に導入するための供給装置と、 超音波源に結合されて超音波エネルギーを発生させる超音波放出器を含み超 音波装置とを有し、 前記感光性薬物の少なくとも一部が、選択された組織部位で吸収され、 また、前記超音波放出器が、前記感光性薬物を活性化させるために超音波エ ネルギーを前記選択された組織部位に差し向けるように構成されている、ことか らなる薬物供給ツール。 ２．前記超音波放出器が、超音波エネルギーを血管壁の中に差し向けるように構 成されている、請求の範囲第１項に記載のツール。 ３．前記超音波放出器が、機械的な血管形成の後に、超音波エネルギーを血管壁 に差し向けるように構成されている、請求の範囲第１項に記載のツール。 ４．前記供給装置が、前記感光性薬物を患者の循環系の中に注入するように構成 されている、請求の範囲第１項に記載のツール。 ５．前記供給装置が、前記感光性薬物を患者の血管の中に注入するように構成さ れている、請求の範囲第１項に記載のツール。 ６．前記放出器が、超音波エネルギーを前記供給装置の長手方向軸線に関して横 方向に向けるように構成されている、請求の範囲第１項に記載のツール。 ７．前記放出器が、超音波エネルギーを前記供給装置の長手方向軸線に関して平 行な方向に向けるように構成されている、請求の範囲第１項に記載のツール。 ８．前記放出器が、20 kHz〜10 MHzの周波数で 0.02 〜10 W／cm²を発生するよ うに構成されている、請求の範囲第１項に記載のツール。 ９．前記放出器が、1.3 MHz の周波数で 0.3 W／cm²を発生するように構成され ている、請求の範囲第１項に記載のツール。 10．前記供給装置がカテーテルである、請求の範囲第１項に記載のツール。 11．前記超音波放出器の少なくとも一部が生体適合性材料で被覆されている、請 求の範囲第１０項に記載のツール。 12．前記超音波放出器が、前記カテーテルの外部に配設されている、請求の範囲 第１０項に記載のツール。 13．前記超音波放出器が、前記カテーテルの外部に配設され且つ超音波エネルギ ーを血管病巣に集中させるように構成されている、請求の範囲第１０項に記載の ツール。 14．前記超音波放出器がカテーテル先端に配設されている、請求の範囲第１０項 に記載のツール。 15．前記超音波放出器が、カテーテル先端から近い前記カテーテルの外部に配設 されている、請求の範囲第１０項に記載のツール。 16．前記超音波発生器が前記カテーテルの壁の中に配設されている、請求の範囲 第１０項に記載のツール。 17．前記超音波放出器が前記カテーテルのルーメンの中に配設されている、請求 の範囲第１０項に記載のツール。 18．前記超音波放出器が患者の身体の外に配置される、請求の範囲第１項に記載 のツール。 19．前記超音波放出器が患者の体内に配置される、請求の範囲第１項に記載のツ ール。 20．前記超音波放出器が、患者の血管内に配置されるように構成されている、請 求の範囲第１項に記載のツール。 21．前記超音波放出器が、血管病巣に隣接した血管の内部に配置されるように構 成されている、請求の範囲第１項に記載のツール。 22．前記超音波放出器が、超音波エネルギーを血管病巣に供給するために、血管 の内部に配置されるように構成されている、請求の範囲第１項に記載のツール。 23．前記超音波放出器が円筒状の形態を有する、請求の範囲第１項に記載のツー ル。 24．前記超音波放出器が直方体の形状を有する、請求の範囲第１項に記載のツー ル。 25．前記超音波放出器が円錐形状を有する、請求の範囲第１項に記載のツール。 26．前記超音波放出器が非円形の断面形状を有する、請求の範囲第１項に記載の ツール。 27．前記超音波放出器が複数の部品を含んでいる、請求の範囲第１項に記載のツ ール。 28．選択された組織での感光性薬物の吸収を高める方法であって、 感光性薬物を導入するための供給装置と、超音波源に結合された超音波放出 器を含む超音波装置とを準備する工程と、 前記感光性薬物を患者の体内に導入する工程と、 超音波エネルギーを発生させる工程と、 前記選択された組織部位での前記感光性薬物の吸収に続いて前記超音波エネ ルギーを該感光性薬物に差し向けて感光性薬物を活性化させる工程とを有する方 法。 29．感光性薬物の活性化に先立って、超音波エネルギーを選択された組織部位に 差し向けて感光性薬物の吸収を高める工程を更に有する、請求の範囲第２８に記 載の方法。 30．前記超音波放出器が、血管壁に超音波エネルギーを向けるように配置される 、請求の範囲第２８項に記載の方法。 31．前記超音波放出器が、血管形成の後に、血管壁の中へ超音波エネルギーを差 し向けるように位置決めされる、請求の範囲第２８項に記載の方法。 32．前記供給装置が患者の循環系の中に配置される、請求の範囲第２８項に記載 の方法。 33．前記供給装置が、患者の血管内に配置される、請求の範囲第２８項に記載の 方法。 34．前記放出器が、前記供給装置の長手方向軸線に関して横方向に超音波を向け るように位置決めされる、請求の範囲第２８項に記載の方法。 35．前記放出器が、前記供給装置の長手方向軸線に関して平行な方向に超音波を 向けるように位置決めされる、請求の範囲第２８項に記載の方法。 36．前記超音波放出器が患者の体外に配置される、請求の範囲第２８項に記載の 方法。 37．前記超音波放出器が患者の体内に配置される、請求の範囲第２８項に記載の 方法。 38．前記超音波放出器が血管内に配置される、請求の範囲第２８項に記載の方法 。 39．前記超音波放出器は、血管病巣に隣接した血管内に配置される、請求の範囲 第２８項に記載の方法。 40．前記超音波放出器は、病巣を含む血管内に配置される、請求の範囲第２８項 に記載の方法。 41．前記選択された組織部位が血管病巣である、請求の範囲第２８項に記載の方 法。 42．前記感光性薬物が、ポルフィリン、クロリン(chlorin)、アクリジン誘導体 、ローダミン、テトラサイクリン、フォトフリン(Photofrin)、ＵｐＤ、ＤＨＥ ／Ｅ（ジヘマトポルフィリンおよびエーテル）、クロロアルヌム・スルホン酸化 フタロシアニン(Chloroalunum sulfonated phthaloyanine)、８−メトキシプロ ラーレン(8-methoxypsoralen)、５−アミノレブリン酸等のうちの一つである、 請求の範囲第２８項に記載の方法。 43．感光性薬物を活性化するための方法であって： 感光性薬物を導入するための供給装置と、超音波源に結合された超音波放出 器を含む超音波装置を準備する工程と、 前記感光性薬物を患者の体内に導入し、選択された組織部位に前記感光性薬 物の少なくとも一部を吸収させる工程と、 超音波エネルギーを発生させる工程と、 該超音波エネルギーを、前記感光性薬物を含んだ感光性薬物含有組織部位に 差し向ける工程と、 前記選択された組織部位において、前記感光性薬物を活性化させる工程とを 有する方法。 44．前記超音波放出器が、超音波エネルギーを血管壁に差し向けるように配置さ れる、請求の範囲第４３項に記載の方法。 45．前記超音波放出器が、超音波エネルギーを血管形成後の血管壁に差し向ける ように配置される、請求の範囲第４３項に記載の方法。 46．前記供給装が患者の循環系の中に配置される、請求の範囲第４３項に記載の 方法。 47．前記供給装置が患者の血管内に配置される、請求の範囲第４３項に記載の方 法。 48．前記放出器が、超音波エネルギーを前記供給装置の長手方向軸線に関して横 方向に向けるように配置される、請求の範囲第４３項に記載の方法。 49．前記放出器が、超音波エネルギーを前記供給装置の長手方向軸線に関して平 行な方向に向けるように配置される、請求の範囲第４３項に記載の方法。 50．前記超音波放出器が患者の体外に配置される、請求の範囲第４３項に記載の 方法。 51．前記超音波放出器が患者の体内に配置される、請求の範囲第４３項に記載の 方法。 52．前記超音波放出器が血管の内部に配置される、請求の範囲第４３項に記載の 方法。 53．前記超音波放出器が、血管病巣に隣接した血管の内部に配置される、請求の 範囲第４３項に記載の方法。 54．前記超音波放出器が、病巣をもった血管内に配置される、請求の範囲第４３ 項に記載の方法。 55．前記感光性薬物が、ポルフィリン、クロリン(chlorin)、アクリジン誘導体 、ローダミン、テトラサイクリン、フォトフリン(Photofrin)、ＵｐＤ、ＤＨＥ ／Ｅ（ジヘマトポルフィリンおよびエーテル）、クロロアルヌム・スルホン酸化 フタロシアニン(Chloroalunum sulfonated phthaloyanine)、８−メトキシプロ ラーレン(8-methoxypsoralen)、５−アミノレブリン酸等のうちの一つである、 請求の範囲第４３項に記載の方法。