JPWO2018182018A1

JPWO2018182018A1 - 超音波照射装置

Info

Publication number: JPWO2018182018A1
Application number: JP2019509431A
Authority: JP
Inventors: 恭寿高野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2020-01-16
Also published as: WO2018182018A1; US20200037952A1; CN110475518A; EP3603533A1; EP3603533A4

Abstract

本開示の超音波照射装置は、外側から体表面に向けて集束超音波を照射する超音波トランスデューサと、前記体表面を押圧する押圧子、該押圧子を前記体表面に向かって押し込む押圧部、前記押圧子の前記体表面に対する押圧力を測定する荷重計測部、および前記押圧子の押圧により痛みを知覚した時点の押圧力を記録する圧痛知覚圧記録部を含む圧痛値計測器と、を備える。これにより、ＨＩＦＵトランスデューサ１を患部上から移動することなく、超音波照射対象部位の圧痛値を測定することが可能になる。

Description

本発明は、体外から超音波を照射して疼痛部位を焼灼する超音波照射装置に関する。

転移骨がん、関節痛等に由来する疼痛を緩和するため、超音波照射装置により、体外から、高密度集束超音波（Ｈｉｇｈ−ＩｎｔｅｎｓｉｔｙＦｏｃｕｓｅｄＵｌｔｒａｓｏｕｎｄ：以下、ＨＩＦＵ）を患部に照射して、疼痛部位を非侵襲で焼灼する、骨疼痛緩和治療が行われている（特許文献１，２を参照）。

特公平７−３８８５８号公報特許第５４２９８２２号公報

本開示の超音波照射装置は、外側から体表面に向けて集束超音波を照射する超音波トランスデューサと、前記体表面を押圧する押圧子、該押圧子を前記体表面に向かって押し込む押圧部、前記押圧子の前記体表面に対する押圧力を測定する荷重計測部、および前記押圧子の押圧により痛みを知覚した時点の押圧力を記録する圧痛知覚圧記録部を含む圧痛値計測器と、を備える。

本開示の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とから、より明確になるであろう。
図１は、実施形態の超音波照射装置における超音波照射部を示す概略構成図であり、この図は超音波照射中の状態を示す。図２は、本実施形態の超音波照射装置における圧痛値計測器の動作を示す概略構成図である。図３Ａは、超音波照射装置の超音波照射部を下から見た正面図であり、図３Ｂは側面図である

現在、骨疼痛の緩和治療に用いられている超音波照射装置は、２種類に分類することができ、治療部などの超音波照射対象部位を診断・ガイドする方式により、（１）ＭＲｇＨＩＦＵと呼ばれるＭＲＩガイド（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ−ｇｕｉｄｅｄ）装置を備えるものと、（２）ＵＳｇＨＩＦＵと呼ばれる超音波ガイド（ＵｌｔｒａＳｏｕｎｄ−ｇｕｉｄｅｄ）装置を有するものとが、知られている。なお、疼痛部位を焼灼する治療用トランスデューサは、どちらも同じ、ＨＩＦＵタイプである。また、ＨＩＦＵトランスデューサには様々な形状があり、たとえば、外形が円形もしくは四角形等で、それぞれ超音波照射方向とは逆向きに凹面に膨らんでいるもの、もしくは、膨らんでおらず板状のもの等がある。

ところで、前述のＭＲｇＨＩＦＵおよびＵＳｇＨＩＦＵは、それぞれ、ＭＲＩガイド装置および超音波ガイド装置から得られる画像を利用して、患者の体内の、超音波照射対象部位であるＨＩＦＵ治療部の組織凝固をモニタリングし、焼灼による治療結果や治療効果の判断指標の１つとしている。

しかしながら、現在診断に使用されている一般的なＭＲｇＨＩＦＵおよびＵＳｇＨＩＦＵはいずれも高額で導入が難しいうえ、体表面の近く、すなわち体表からの深度が数ｍｍ〜３０ｍｍ程度の身体の浅い部分で発生する骨疼痛は、もともと、医師が徒手による触診で圧痛点を探し出し、ＮＲＳ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＲａｔｉｎｇＳｃａｌｅ）等の予め決められた尺度に沿って、患者自身または医療者が官能評価しているものであるため、画像解析による治療結果の判断と、患者本人が感じている焼灼効果の判断との間にずれがあり、結果が一致しない場合がある。

一方、医療者による疼痛の診断方法として、医師等による触診時に、デジタル式，アナログ式の圧痛計、または、筋硬度計を兼用する圧痛計等を押し当て、痛みである圧痛が生じ始めた時点の加重圧、すなわち圧痛知覚圧、または単に「圧痛値」というを記録し、単位：Ｎニュートンで表される圧痛値を、疼痛の強さの尺度として利用する方法が用いられている。そこで、前記の治療結果や効果の判断指標の１つとして、ＨＩＦＵ照射の度に、焼灼用のトランスデューサを超音波照射対象部位である治療部の上から取り除き、超音波照射後の患部に、前記の圧痛計等を押し当てて圧痛値を記録し、焼灼による治療結果を判定する方法が考えられる。

しかしながら、照射毎にこの判定を行うと、焼灼用のＨＩＦＵトランスデューサを患部の上から取り除き、前述のような圧痛値の測定後にまた同じ位置までトランスデューサを戻すのに時間がかかるうえ、診断測定に対する不安感が増大する等、患者に対する心理的負担も大きい。

いずれの方法にせよ、ＨＩＦＵ治療中の、焼灼による疼痛緩和治療結果のモニタリングは、現状、手間と費用がかかり、患者にも負担を強いるものとなっている。

本開示は、このような実情を鑑みなされたもので、患部を押した圧痛値を効率良く取得して、超音波照射を効果的に行うことのできる超音波照射装置を提供することを目的とする。

以下、本開示の実施形態について説明する。
本実施形態にかかる超音波照射装置は、外側から体表面に向けて集束超音波を照射する超音波トランスデューサと、前記体表面を押圧する押圧子、該押圧子を前記体表面に向かって押し込む押圧部、前記押圧子の前記体表面に対する押圧力を測定する荷重計測部、および前記押圧子の押圧により痛みを知覚した時点の押圧力を記録する圧痛知覚圧記録部を含む圧痛値計測器とを備え、転移骨がん，関節痛等に由来する骨疼痛、すなわち体表からの深度が数ｍｍ〜３０ｍｍ程度の身体の浅い部分で発生する疼痛を緩和するために用いられる、骨疼痛緩和治療用の超音波照射装置である。この超音波照射装置は、図１に示す、単数または複数の超音波発信素子を備えるＨＩＦＵ照射部１０および治療用支持台２０の他、図示しない電源部，冷却水発生部と、パーソナルコンピュータ等からなる制御部とから構成されている。

治療用支持台２０の移動ベッド２１と、ＨＩＦＵ照射部１０の支持部１１とは、超音波照射治療のためにベッドに横たわる患者の身体を、平面２軸であるＸＹ軸方向と高さ軸であるＺ軸方向の位置を自在に調節して、超音波照射対象部位、この例では、両足の大腿部を、ＨＩＦＵ照射部１０の鉛直直下の適切な位置に保持できるようになっている。

なお、ＨＩＦＵ照射部１０は、支持部１１の軸周りに回転して、鉛直方向に対して斜めに超音波を照射することも可能である。また、移動ベッド２１には、患者の姿勢や位置を保持するための、拘束ベルト２２等が配設されている場合もある。さらに、超音波照射対象部位である患者の身体の移動および保持機構は、前記の例の構成に限られるものではなく、超音波照射対象部位を適切な位置に保持できるものであれば、公知の、他の医療機器において使用されている患者の支持および移動の機構を採用してもよい。

また、本実施形態の超音波照射装置は、前記押圧子は棒状であり、前記超音波トランスデューサは、照射対象に対して正対する面を有する超音波照射部を備え、該超音波照射部は、前記照射対象に正対する面に開口する貫通孔を備え、該貫通孔に前記押圧子が挿通され、前記押圧子は、前記貫通孔を移動可能に構成されている。また、本実施形態の超音波照射装置は、前記超音波トランスデューサは、前記照射対象に正対する面に、単数または複数の超音波発信素子を含む。

詳しく説明すると、図１に示すＨＩＦＵ照射部１０は、患部の上に広がる円板状の超音波照射部である超音波トランスデューサ１と、超音波照射対象部位である患者の身体の冷却用の冷却水を保持するための樹脂フィルム製のバルーン２と、これらを患者の身体の上に懸架するとともに、支持部１１に支持されて移動する照射部ケースであるハウジング６と、を主体として構成されている。

また、ハウジング６には、圧痛知覚圧記録部を含む圧痛値計測器を構成する、棒状の押圧子３と、押圧子３を体表面に向かって押し込む押圧部である押圧子駆動部４と、押圧子３の体表面に対する押し圧力を測定する荷重計測部である荷重計５と、が配設されている。なお、上述の圧痛値計測器を構成する各部および各機器は、必ずしも一体の筐体の中に配設されていなくてもよい。また、その機能を補完したり兼任したりすることで、各部および各機器を省略したりすることもできる。たとえば、押圧子３の押し圧力、すなわちピーク荷重値を記録する圧痛知覚圧記録部としての記録計は、荷重計５が内蔵していてもよいし、先に述べた制御部にその機能を担わせてもよい。また、各図における配管，配線等の各部材間の接続は、図示を省略している。

ＨＩＦＵ照射部１０を構成する部材をより詳しく説明すると、円板状の超音波トランスデューサ１は、図３Ｂに示すように、全体として、患部の上に広がる円板状または円盤状に形成されており、その下面の患部側が、鉛直下方に向かって凹状に湾曲するパラボラ形状になっている。その凹状の内面には、図３Ａに示すような、超音波発信素子１ａが多数配設されている。また、円板状でパラボラ形状の中央部には、後記する圧痛値計測器の押圧子３を挿通することのできる開口である貫通孔１ｂが設けられている。

そして、超音波トランスデューサ１の内面が、一点に向かって集束する曲率半径を有する湾曲面に形成されているため、これら各超音波発信素子１ａが同時に発振した場合、図１に示すように、発振された超音波は、焦点に集束して高密度なＨＩＦＵとなる。

なお、超音波トランスデューサ１が、前記例のように患部の上に広がる円板状等の形状になっているのは、患部に正対する広い面になるべく多くの超音波発振素子を並べて超音波発信強度を確保するためである。そのため、超音波照射部の形状は、前述の円板状や円盤状に限定されるものではなく、患部に正対する広い面を確保できる形状であれば、照射部の全体形状は特に限定されるものではない。たとえば、外形が円形もしくは四角形等で、それぞれ超音波照射方向とは逆向きに凹面に膨らんでいるもの、もしくは、膨らんでおらず板状のもの等としてもよい。

また、超音波発振素子を、超音波の焦点と被写界深度とを変えることのできる、フェィズドアレイタイプのＨＩＦＵとすれば、超音波トランスデューサ１におけるパラボラ形の曲率半径を変更したり、下面がフラットな平板状の照射部を採用したりすることも可能である。

バルーン２は、樹脂製のフィルムを用いて構成されており、図示しない冷却水発生部で作製された脱気済み冷水、この場合水温約１８℃の冷水が、冷却水発生部との間で循環することにより、このバルーン２内の冷却水の温度が一定に保たれ、バルーン２下部で底部の接する体表面を冷却できるようになっている。なお、体表面を冷却する理由は、超音波照射による体表面および表層の熱傷や火傷を軽減するためである。また、循環させる冷水は、超音波照射による気泡の発生等を抑制するために、脱気された状態で循環する。

圧痛知覚圧記録部を含む圧痛値計測器の押圧子３は、全体として円柱状で、その先端である図示下端には、体表面に当接する円板状の押圧板３ａが取り付けられている。押圧板３ａは、超音波照射部の貫通孔１ｂから、超音波トランスデューサ１の内側に挿入されている。また、円柱部３ｂは、後記する押圧子駆動部４と荷重計５とを介して、上下に往復および昇降可能に配設されており、押圧板３ａ側の下端は、先に述べた超音波トランスデューサ１の貫通孔１ｂに挿通されている。

なお、円柱部３ｂとその周囲の貫通孔１ｂとの間には、これらの間隙を水密構造とするための、Ｏリング等のシール部材が配設されており、先述の脱気済み冷却水の水漏れが防止されている。貫通孔１ｂの水漏れ防止構造は、他の構造を採用してもよい。また、押圧子３の形状は一例であり、バルーン２内の底面を介して体表面を押圧することができる形状であれば、どのような形状でもよい。

圧痛値計測器の押圧部である押圧子駆動部４は、モータあるいは圧縮空気等を駆動源として、押圧子３を上下に駆動するものであり、図２に示すように、超音波トランスデューサ１が超音波を発振していない時に、押圧子３の押圧板３ａを超音波照射対象部位の体表面に向かって押し付け、疼痛発生部位に、圧痛を生じさせる。また、押圧子駆動部４には、荷重計５または加重計が取り付けされており、押圧子３の体表面に対する押し圧力を測定・計測できるようになっている。

なお、前述の押圧子駆動部４は、本開示における可動部の一例でもある。すなわち、押圧子駆動部４は、たとえば後述のように、超音波照射時や圧痛計測の終了時に押圧子３を、体表面より離れた位置にある、超音波トランスデューサ１の貫通孔１ｂ近傍の位置まで上昇させて退避させる場合に、押圧子３を移動させる可動部として機能する。圧痛値計測器の押圧部と可動部とは、この例のように１つの機器または装置が兼用するように構成してもよいし、押圧部を構成する機器や装置等と、可動部を構成する別の機器や装置等とを、組み合わせて構成してもよい。

また、荷重計測部である荷重計５は、先にも述べたように、押圧子３の押し圧力としてピーク荷重値を記録する記録計を備えていてもよい。また、押圧子駆動部４の駆動源や駆動機構も、特に限定されるものではない。

また、図２に示すように、荷重計５が、圧痛値計測器の押圧子３の押圧による痛みの発生を他者に知らせるための痛み申告部であるスイッチ７を備える構成としてもよい。

すなわち、本実施形態の超音波照射装置は、前記圧痛値計測器が、前記押圧子の押圧による痛みの発生を他者に知らせるための痛み申告部を備えるとともに、前記圧痛値計測器が、前記押圧子の体表面への押し込みを停止する押圧停止部を備える構成を、好適に採用する。

以上の構成を有する超音波照射装置の動作は、まず、医師等による事前の触診や、ＭＲＩガイド装置または超音波ガイド装置等の利用により、最適照射位置と思われる体表面位置に、目印となる、サインペン等を使ったサインやマークをマーキングする。

つぎに、前記の体表面上のサインやマークを目印に、医師等の医療者が、治療用支持台２０の移動ベッド２１上に仰臥位で横たわる患者の身体を、移動ベッド２１およびＨＩＦＵ照射部１０の三軸方向の移動により、照射に適切な位置まで移動させ、ＨＩＦＵ照射部１０を患者の上に降下させて、このＨＩＦＵ照射部１０の照射中心である焦点の上部を、先のサインやマークに合わせる。

ＨＩＦＵ照射位置の位置決めが完了したら、事前の治療計画に従って、ＨＩＦＵを所定時間、この場合、通常、０．１秒〜数秒間照射し、患部を焼灼して不活化させる。なお、この時、圧痛値計測器の棒状押圧子３は、超音波トランスデューサ１の貫通孔１ｂ近傍の位置まで上昇して、ＨＩＦＵの照射の障害とならないように退避している。

ついで、上記のＨＩＦＵ照射部１０を患者の上に降下させた状態のまま、制御部の指令信号に基づいて、圧痛値計測器の押圧子３を降下させ、バルーン２の底部を介して体表面に押圧子３の押圧板３ａを押し付ける。この時、圧痛を計測される側の患者は、図２に示すように、先に述べたスイッチ７を握って、押圧子３の押圧による痛みや圧痛が限度に達したことを、スイッチ７のボタンを押す等により、いつでも申告することができる。なお、ボタン等を離すことにより、痛みを申告するシステムとしてもよい。

つぎに、押圧子３が体表面とバルーン２の底部とに当接した状態から、荷重計５により荷重圧または押し圧を計測しつつ、押圧子駆動部４を用いて押圧子３を体表面に押し込んでゆく。そして、押圧による痛みが治療対象者にとって限度に達した時、該患者が前記痛み申告部のスイッチ７のボタン等を押すと、その時点における押し圧のピーク値が記録され、押圧子３のそれ以上の押圧が停止される。

そして、押圧子駆動部４の駆動により押圧子３が上昇し、押圧子３が超音波トランスデューサ１の貫通孔１ｂ近傍の位置まで退避した時、１回の圧痛計測が終了する。この圧痛値の計測は、超音波照射と照射の間に、３回程度繰返して行い、回数平均をとることが望ましい。

以上のようにして、本実施形態の超音波照射装置は、治療用の超音波トランスデューサ１を患部の上から取り除いたり位置を移動させたりすることなく、超音波トランスデューサ１とバルーン２の下に隠れた超音波照射対象部位の圧痛値を、素早く測定することができる。その結果、超音波焼灼のための照射時間を短縮し、患者にかかる負担を軽減することができる。

しかも、超音波焼灼による疼痛緩和治療の結果を直ぐに得て、その結果を直後の次回の超音波照射にフィードバックさせることができるため、過剰な超音波照射を抑制することができるとともに、圧痛測定のための余計で過大な痛みを受けることがなくなるため、痛みに伴う患者の不安を取り除くことが可能になる。

すなわち、本実施形態の超音波照射装置は、患部を押した圧痛値を能率良くかつ再現性良く取得し、超音波焼灼による疼痛緩和治療の結果を簡便に得て、その結果を次回の超音波照射に利用、活用やフィードバックすることにより、超音波照射による焼灼を、短時間で効果的に完了させることが可能になる。また、これにより、超音波照射時における患者の負担を低減することができる。

さらに、前述のスイッチ７を、棒状押圧子３の体表面への押し込みを即時停止する押圧停止部を兼用するものとするか、あるいは、超音波トランスデューサ１の超音波発振である焼灼を即時停止する緊急停止部を兼用するものとすれば、焼灼や圧痛値計測に伴う痛みへの恐怖に対する患者の不安を、より軽減することができる。

なお、圧痛値計測器による圧痛の計測は、超音波照射ごとに毎回行う必要はない。また、前記実施形態では、圧痛値計測器の押圧子３を挿入するための貫通孔１ｂを、円板状の超音波トランスデューサ１の中央部に設けた例を示したが、この貫通孔１ｂの位置も、該円板状の中の、押圧子３の先端で下端が超音波照射対象部位に到達できる位置であれば、他の位置でもよい。

また、体側方向からの超音波照射等、超音波照射対象部位から、治療用の超音波トランスデューサ１を取り除くことなく患部を見るまたは露出させることが可能な場合は、押圧子３がバルーン２内を通過する必要はなく、圧痛値計測器を超音波トランスデューサ１の円板状の外側に設置してもよい。

さらに、前述の痛み申告部のスイッチ７は、この例での形状に限られるものではなく、ボタン状やタッチパネル状等、患者が使用し易い形態であれば、特に制限はない。また、患者の手の届く範囲に、複数設置してもよい。

すなわち、本実施形態の超音波照射装置のなかでも、痛み申告部を備えるものは、患者が言葉を発するよりも早く、押圧子の押し込みによる痛みである圧痛が限度に達したことを、医療者に簡単に伝達することができる。

さらに、押圧停止部を備えるものは、患者が圧痛値計測器の動作に不安を感じたさいは、これを即時に緊急停止させることができる。そのため、圧痛値計測に伴う痛みへの恐怖等の患者の心理的負担を、より軽減することができ、好ましい。

ＨＩＦＵ照射部１０以外の超音波照射装置の構成は、特に限定されるものではなく、本発明は、ＨＩＦＵ照射部を有する超音波照射装置に広く適用することができる。

また、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

１超音波トランスデューサ
１ａ超音波発信素子
１ｂ貫通孔
２バルーン
３押圧子
３ａ押圧板
３ｂ円柱部
４押圧子駆動部
５荷重計
６ハウジング
７痛み申告部（スイッチ）
１０ＨＩＦＵ照射部
１１支持部
２０治療用支持台
２１移動ベッド
２２拘束ベルト

Claims

外側から体表面に向けて集束超音波を照射する超音波トランスデューサと、
前記体表面を押圧する押圧子、該押圧子を前記体表面に向かって押し込む押圧部、前記押圧子の前記体表面に対する押圧力を測定する荷重計測部、および前記押圧子の押圧により痛みを知覚した時点の押圧力を記録する圧痛知覚圧記録部を含む圧痛値計測器と、
を備える超音波照射装置。
前記圧痛値計測器は、前記押圧子を前記体表面と接する位置および前記体表面より離れた位置に移動させる可動部を備える請求項１に記載の超音波照射装置。
前記押圧子は棒状であり、
前記超音波トランスデューサは、照射対象に対して正対する面を有する超音波照射部を備え、
該超音波照射部は、前記照射対象に正対する面に開口する貫通孔を備え、該貫通孔に前記押圧子が挿通され、
前記押圧子は、前記貫通孔を移動可能に構成されている、請求項１または２に記載の超音波照射装置。
前記超音波トランスデューサは、前記照射対象に正対する面に、単数または複数の超音波発信素子を含む、請求項３に記載の超音波照射装置。
前記圧痛値計測器は、前記押圧子の押圧による痛みの発生を他者に知らせるための痛み申告部を備える請求項１〜４のいずれか１つに記載の超音波照射装置。
前記圧痛値計測器は、前記押圧子の体表面への押し込みを停止する押圧停止部を備える請求項１〜５のいずれか１つに記載の超音波照射装置。