JPH03261467A

JPH03261467A - 癌治療装置

Info

Publication number: JPH03261467A
Application number: JP2061694A
Authority: JP
Inventors: Isami Hirao; 平尾　勇実
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1991-11-21

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】［産業上の利用分野］本発明は、生体内の深部に発生した癌、例えば肝臓、膵
臓等の臓器に発生した癌や骨腫瘍等を治療するための癌
治療装置に関する。

［従来の技術］従来、癌等の悪性腫瘍を治療する方法として、光励起さ
れた半導体表面が有する強い反応性を利用して、癌細胞
を死滅させる治療方法が知られている。

上述の効果を応用した治療法としては、例えば特願平１
−２３３４３３号に示すように、食道プロステーセス、
ＥＲＢＤチューブのような生体管路に挿入する管状体の
表面における腫瘍組織と接触する部分に、光励起半導体
であるＴ　ｉ　０２を設け、内視鏡的に光を照射するこ
とで腫瘍組織を死滅させる方法や、特願平１−２３１４
０３号に示すように、生体内に挿入するバルーンの外表
面に光励起半導体であるＴ　ｉ　０２を設け、バルーン
を患部に接触させ、このバルーンの内側から半導体物質
に向けて光を照射する治療方法が知られている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述のような治療装置の治療部は、内視
鏡やバルーンカテーテルが挿入でき、しかも光照射が容
易に行なえる食道、尿道、胆管等の管腔臓器に限定され
てしまい、例えば、肝臓、膵臓等の光照射が困難な臓器
や骨組織等に発生した癌に対しては治療することができ
ないという問題がある。

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目
的は、光照射が困難な生体の深部に発生した癌に対して
、容易に繰り返し治療が可能な癌治療装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］前記課題を解決するために、本発明の癌治療装置は、超
音波により音響化学ルミネッセンスを起こす音響化学ル
ミネッセンス作用物質と、前記音響化学ルミネッセンス
作用物質を収納する収納容器とからなり、前記収納容器
の少なくとも一部が音響化学ルミネッセンス作用物質か
らの発光光線を透過する透光部材で形成され、透光部材
外表面の少なくとも一部に光励起半導体が設けられてい
る。

［作用］本発明に係わる癌治療装置では、音響化学ルミネッセン
ス作用物質を収納した収納容器を生体の深部に発生した
癌、例えば肝臓、膵臓等の臓器、あるいは骨組織等の光
照射が困難な部位に発生した癌組織に接触させて留置し
、体外から超音波を照射することにより、収納容器内の
音響化学ルミネッセンス作用物質は、超音波により発生
するキャビチルジョン気泡の圧壊の際に二次的効果とし
て光を発生し、この発光した光は収納容器の透光部材を
透過して光励起半導体に照射される。その結果、光励起
半導体は酸化反応を起こし、光触媒効果によって光励起
半導体と接触した癌組織を死滅させる。そして、超音波
の照射により生体外から繰り返し治療が行こなわれる。

［実施例コ以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。

第１図乃至第４図は、本発明の第１実施例に係わる癌治
療装置を示している。第１図に示す癌治療装置本体２は
、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ハイドロゲル、シリ
コーンゴム等の生体軟組織の音響インピーダンスと比較
的近い音響インピーダンスを持つ素材からなる収納容器
としての容器部６と、透光性を有する石英ガラス等から
なる透光部材としての透光性蓋部８とで構成されている
。

この容器部６の内部には空間部４が設けられている。そ
して、容器部６と透光性蓋部８は、接合部１０で接着固
定されているい。

また、容器部６の空間部４内には、外部から与えられる
超音波により発生するキャビテーション気泡の圧壊の際
に、二次的効果で光を発生する音響化学ルミネッセンス
作用物質１２が充填されている。この音響化学ルミネッ
センス作用物質１２としては、例えばルミノールのアル
カリ性水溶液（例えば、溶液ＩＩ中に約５ｇのＮａ２Ｃ
ｏ３と約０．１ｇのルミノールを溶かしたもの）等があ
る。

上記透光性蓋部８の外表面には、第２図に示すように、
光触媒効果を有する光励起半導体としてのＴｉＯ２から
なる半導体電極１４が設けられている。この半導体電極
１４は、ＴｉＯ２微粒子を接着性の樹脂と混合し、透光
性蓋部８の表面に吹付けて付着させたものであり、この
半導体電極１４は、透光性蓋部８の表面に一体的に固着
されている。なお、ＴｉＯ２微粒子の大きさは、一般に
０．１μ−〜１ｍｇ＋の間である力（，０，１〜１０μ
匝程度が好ましい。また、容器部６、蓋部８を合わせた
大きさとしては、３〜３０ｍｍ程度が好ましい。

次に、本発明の第１実施例に係わる癌治療装置を用いて
、生体内軟組織深部、例えば肝臓の表面に発生した癌を
治療する方法について説明する。

第３図に示すように、肝臓１８に発生した癌組織２０の
上部もしくは近接した部位の生体皮膚組織１６に第１の
シース２２を穿刺する。そして、第１のシース２２の内
孔に観察用の光学視管３２を挿通ずる。その後、第１の
シース２２近傍の生体皮膚組織１６に、第２のシース２
４を穿刺する。

そして、第２のシース２４に挿通された把持鉗子２８に
より癌治療装置本体２を把持し、肝臓１８表面の癌組織
２０に導びく。この作業は、第１のシース２２内に挿通
した光学視管３２で観察しながら行なう。また、癌治療
装置本体２の留置を行なう場合、第４図に示すように癌
治療装置本体２の透光性蓋部８の外表面に設けられた半
導体装置１４が、癌組織２０に接するように光学視管３
２で観察を行ないながら留置する。

また、上記癌治療装置本体２を長時間体内に留置する場
合は、癌治療装置本体２をフィブリン等の生体用接着剤
を用いて癌組織に接着固定したり、もしくは癌治療装置
本体２をクリップで覆ったり、あるいは癌治療装置本体
２を光学視管３２で観察しながら癌組織に縫合固定して
も良い。

癌治療装置本体２の埋設後は、第１のシース２２、第２
のシース２４また各々に挿通した光学視管３２、把持鉗
子２８を生体皮膚組織１６から抜く。その後、第４図に
示すように、生体外に配置した超音波発振装置２６より
超音波信号を発振する。発振された超音波信号は、アン
プ３０により増幅され、超音波発振プローブ３４に設け
られた超音波発振素子３６から増幅された超音波として
発振され、その結果、生体皮膚組織１６に密着固定した
パウチ３８を介して生体内の癌組織２０の近傍に留置し
た癌治療装置本体２に向けて超音波が照射される。

上記癌治療装置本体２の容器部３は、生体軟組織と音響
インピーダンスが近いポリビニルアルコールハイドロゲ
ルやシリコーンゴム等から形成されているため、照射さ
れた超音波は、容器部６の空間部４に設けられた音響化
学ルミネッセンス作用物質１２に到達する。

音響化学ルミネッセンス作用物質１２に超音波が照射さ
れると、キャビテーション気泡が発生し、このキャビテ
ーション気泡が圧壊する際の温度上昇に共なう二次的効
果のイオン生成で、３５０〜６００ｎ■のスペクトル領
域で連続的な光を発光する。発光した光は、癌治療装置
本体２の透光性蓋部８を介して、透光性蓋部８外表面に
設けられたＴ　ｉ　０２よりなる半導体電極１４に照射
される。そして、半導体電極１４に４００ｎ■前後の紫
外光が照射されると、半導体電極１４上では酸化反応が
起こり、光触媒効果によって、半導体電極１４と接触し
た癌組織２０を死滅させる。

このように構成された癌治療装置は、生体外から超音波
を照射することで肝臓、膵臓等の光照射が困難な臓器に
発生した癌や骨肉腫瘍等に対して体外から容易に繰り返
し治療を行なうことができる。従って、従来の光励起半
導体を用いた治療装置のように治療可能な部位が、内視
鏡やバルーンカテーテルが挿入でき、光照射が可能な管
腔臓器に限定されることはない。

なお、上記第１実施例では、半導体電極を透光性蓋部８
の表面に吹付けて設けているが、素材中に半導体微粒子
を混入させて、透光性蓋部８を形成しても良い。

また、上記実施例では癌治療装置本体２を１個だけ埋設
する場合について述べたが、癌組織２０の大きさに合わ
せ、複数個埋設しても良い。

第５図乃至第６図は、本発明の第２実施例に係わる癌治
療装置を示している。

第２実施例の癌治療装置本体４０は、透光性を有するポ
リメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸
２−ヒドロキシエチル（ＰＨＨＭＡ）　、ポリビニルア
ルコールハイドロゲル、シリコーンゴム等の生体の軟組
織の音響インピーダンスと比較的近い音響インピーダン
スを持つ第１の透光性容器部４２と、第２の透光性容器
部４４とから構成されている。

第１の透光性容器部４２、第２の透光性容器部４４で形
成された空間部４６には、第１実施例と同様に、超音波
の照射により発光するルミノールのアルカリ性溶液から
なる音響化学ルミネッセンス作用物質１２が充填されて
いる。そして、第１の透光性容器部４２と第２の透光性
容器部４４は、接合部４８で接着固定されている。

また、第１の透光性容器部４２と第２の透光性容器部４
４の表面上、すなわち癌治療装置本体４０の全周上には
、第１実施例で説明した光触媒効果を有する半導体物質
としてのＴ　ｉ　Ｏ２からなる半導体電極５０が、接着
性を有する樹脂と混合されて吹付けにより付着されてい
る。なお、Ｔ　ｉ　０２微粒子の大きさは、第１実施例
と同様に０．１μｍ〜１０μｍ程度のものが採用され、
また癌治療装置本体４０の大きさとしては、第１実施例
と同じく５〜３０１１程度が好ましい。

第２実施例に係わる癌治療装置を用いて、生体内軟組織
深部に発生した癌を治療する際には、シース２２、把持
鉗子２８、光学視管３２を用いて、第６図に示すように
癌治療装置本体４０を、第１の透光性容器部４２、第２
の透光性容器部４４の表面上に設けられた半導体電極５
０が癌組織２０に接するように、外科的に体内に挿入し
て留置する。

その後、生体外に配置された超音波発振装置２６、アン
プ３０、超音波発振プローブ３４、パウチ３８等を介し
て生体内の癌治療装置本体４０に向けて超音波を照射す
る。

第１．第２の透光性容器部４２．４４は、生体軟組織と
音響インピーダンスが近いＰＭＭＡ。

ＰＨＥＭＡ、ＰＶＡハイドロゲル、シリコーンゴム等か
ら形成されているため、照射された超音波は、第１．第
２の透光性容器部４２．４４の空間部４６内に充填され
た音響化学ルミネッセンス作用物質１２に到達する。

そして、ルミノールのアルカリ溶液からなる音響化学ル
ミネッセンス作用物質１２が発光し、第１　第２の透光
性容器部４２．４４を透過して表面上に設けられたＴ　
ｉ　０２よりなる半導体電極５０に光が照射される。照
射された光によって半導体電極５０上では酸化反応が起
こり、光触媒効果によって半導体電極５０と接触した癌
組織２０を死滅させることができる。

このように構成され癌治療装置では、音響化学ルミネッ
センス作用物質を充填した第１の透光性容器部４２、第
２の透光性容器部４４の両者をＰＭＭＡ、ＰＨＥＭＡ、
ＰＶＡハイドロゲル、シリコーンゴム等の透光性部材で
形成しているため、第１実施例と比べてさらに広範囲の
癌組織に対して生体外から容易に繰り返し治療を行なう
ことができる。

第７図乃至第８図は、本発明の第３実施例に係わる癌治
療装置を示している。

第３実施例は、骨腫瘍摘出後の再発防止に用いられる治
療装置に関するものである。第７図に示すように、骨腫
瘍摘出後の窪みには透光外骨充填材５２が充填されるが
、この透光外骨充填材５２は、β−ＴＣＰ、ハイドロキ
シアパタイト（ＲＡＰ）　、アルミナ等の生体適合性を
有するセラミック材料からなり、これらのセラミック材
料は、ＨＩＰ処理を施して緻密かつ透光性を有するよう
に形成されている。透光外骨充填材５２には孔部５４が
設けられ、孔部５４には、シリコーン等の透明且つ生体
軟組織と音響インピーダンスが近い素材で形成された透
明袋状部材５６が接着等により固定されている。そして
、透明袋状部材５６の内部には、ルミノールのアルカリ
性溶液からなる音響化学ルミネッセンス作用物質１２が
充填されている。

また、透光外骨充填材５２の外表面の適宜部位には、第
８図に示すように、光触媒効果を有する半導体物質とし
てＴｉ０２５８にＰｔ６０を担持させた半導体電極層６
２が、接着性を有する樹脂と混合されて吹付けにより付
着されている。なお、Ｔ　ｉ　０２にｐｔを担持させた
微粒子の大きさは０．１〜１０μｍ程度である。

次に、第３実施例に係わる透光外骨充填材５２を用いて
、骨腫瘍摘出後の再発を防止する方法について説明する
。

まず、透光外骨充填材５２を骨腫瘍摘出後の骨組織６４
の窪みに充填する。そして、アルミナ、β−ＴＣＰ％Ｈ
ＡＰ等の生体適合性を有するセラミック材料で形成され
た骨ビン６６により骨組織６４に対してねじ込み固定す
る。骨腫瘍摘出部に腫瘍組織が再発した場合には、第１
．第２実施例と同じく生体外に配置した超音波発振装置
２６、アンプ３０、超音波発振プローブ３４、パウチ３
８等を介して生体内の透光外骨充填材５２に向けて超音
波を照射する。照射された超音波は、生体軟組織を介し
て透光外骨充填材５２の孔部５４に設けられた透明袋状
部材５６に到達するが、透明袋状部材５６は、シリコー
ン等の生体軟組織と音響インピーダンスが近い材料によ
り形成されているため、さらに透明袋状部材５６内の音
響化学ルミネッセンス作用物質１２に到達する。そして
、第１．第２実施例と同じく、音響化学ルミネ・ンセン
ス作用物質１２は発光し、透明袋状部材５６、透光外骨
充填材５２を介して、透光外骨充填材５２の表面上に設
けられた’ｒｉｏ、、、ｐｔよりなる半導体電極層６２
に光が照射される。

照射された光により、ＴｉＯ２，Ｐｔよりなる半導体電
極層６２上では酸化反応が起こり、光触媒効果によって
半導体電極層６２と接触している再発腫瘍組織を死滅さ
せることができる。

このように構成した癌治療装置では、透光性骨充環材５
２表面上に、光触媒効果を有する半導体物質としてのＴ
ｉＯ２にｐｔを担持させた半導体電極層６２が設けられ
ているため、前記第１．第２実施例のＴ　ｉ　０２単体
を用いた場合と比べて癌組織死滅効果がより大きくなる
。

［発明の効果］以上説明したように本発明に係わる癌治療装置では、従
来の光励起半導体を用いた治療装置のように、治療部位
が食道、尿道、胆管等の内視鏡やバルーンカテーテルが
挿入でき、しかも光照射が容易に行なえる管腔臓器に限
定されることはなく、肝臓、膵臓等の臓器あるいは骨組
織等の光照射が困難な生体深部に発生した癌に対して生
体外から容易に繰り返し治療を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係わる癌治療装置の縦断
面図、第２図は第１実施例に係わる癌治療装置の透光部
材の外表面を示す断面図、第３図は前記癌治療装置の埋
設方法を示す側面図、第４図は前記癌治療装置の作動状
態を示す図、第５図は本発明の第２実施例に係わる癌治
療装置の縦断面図、第６図は第２実施例に係わる癌治療
装置の作動状態を示す図、第７図は本発明の第３実施例
に係わる癌治療装置の作動状態を示す図、第８図は第３
実施例に係わる透光部材の表面を示す断面図である。２・・・癌治療装置本体、６・・・容器部（収納容器）
、８・・・透光性蓋部（透光部材）、１２・・・音響化
学ルミネッセンス作用物質、１４・・・半導体電極（光
励起半導体）

Claims

【特許請求の範囲】

超音波により音響化学ルミネッセンスを起こす音響化学
ルミネッセンス作用物質と、この音響化学ルミネッセン
ス作用物質を収納する収納容器とからなり、前記収納容
器の少なくとも一部が前記音響化学ルミネッセンス作用
物質からの発光光線を透過させる透光部材で形成され、
この透光部材の外表面の少なくとも一部に光励起半導体
が設けられていることを特徴とする癌治療装置。