JPH06197907A - 治療用超音波アプリケータ - Google Patents

治療用超音波アプリケータ

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JPH06197907A
JPH06197907A JP5286547A JP28654793A JPH06197907A JP H06197907 A JPH06197907 A JP H06197907A JP 5286547 A JP5286547 A JP 5286547A JP 28654793 A JP28654793 A JP 28654793A JP H06197907 A JPH06197907 A JP H06197907A
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ultrasonic applicator
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 患者に快適に、有利には非侵襲性に適用可能
であり、超音波アプリケータに組み込まれた超音波振動
子については解剖学的な制限が実質的にない超音波アプ
リケータを提供する。 【構成】 超音波は、作用軸線（Ｗ）に対して直角に延
在する面で見て輪郭曲線を描くことのできる横断面を有
し、該横断面は、作用軸線を交差する第１の主軸（ＨＡ
１）と、該第１の主軸を直角に交差する少なくとも１つ
の第２の主軸（ＨＡ２）とを有し、第１の主軸（ＨＡ
１）の長さ（Ｌ１）は第２の主軸（ＨＡ２）の長さ（Ｌ
２）よりも長い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波アプリケータの
作用軸線上にある作用ゾーンへフォーカシングされた超
音波を発射する、泌尿器領域用、例えば良性の前立腺肥
大を治療するための治療用超音波アプリケータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このような超音波アプリケータは通常、
腹部または直腸に適用される。患者にとってはそれ自体
快適である腹部適用の場合は、前立腺への直接の接近が
恥骨によって阻止されているという問題がある。従って
中央腹部から斜め下方に照射することが必要である。そ
のため超音波に対する伝播距離が比較的長い。そのため
に発生する音響損失が大きいため、患者に所望の値より
も比較的大量の音響エネルギーを供給しなければならな
い。そのため、超音波アプリケータに組み込まれた超音
波位置測定決め装置を用いた前立腺の位置決めが、貫通
音波路が長いことにより困難になる。
【０００３】前記の問題は直腸適用の場合は回避され
る。この場合、超音波アプリケータは治療すべき患者の
直腸に嵌め込まれる。しかしこの場合は、直腸適用が部
分侵襲性であり、患者には極端に不快なものであるとい
う問題がある。さらに直腸は比較的小さな通路でしかな
いので、十分な能力を有する超音波振動子を直腸に適用
可能な超音波アプリケータに組み込むことは困難であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の超音波アプリケータを、患者に快適に、
有利には非侵襲性に適用可能であり、超音波アプリケー
タに組み込まれた超音波振動子については解剖学的な制
限が実質的にないように構成することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、超音波は、作用軸線に対して直角に延在する面で見
て輪郭曲線を描くことのできる横断面を有し、該横断面
は、作用軸線を交差する第１の主軸と、該第１の主軸を
直角に交差する少なくとも１つの第２の主軸とを有し、
第１の主軸の長さは第２の主軸の長さよりも長いように
構成して解決される。
【０００６】超音波アプリケータにより形成され、フォ
ーカシングされた超音波はアプリケータの放射面から放
射する。この放射面は、患者の前立腺領域での作用領域
位置で超音波が患者に導入される際、超音波が患者の陰
嚢と直腸との間で妨害されずに骨盤骨間を通過するよう
に成形されている。骨盤骨には超音波が当らないことが
重要である。なぜなら骨は超音波を非常に強く減衰し、
従って超音波の照射の際に周囲の組織よりも格段に強く
加熱されるからである。そのために患者は強い痛みを感
じる。
【０００７】本発明の超音波アプリケータを会陰に適用
することも可能である。この場合は、第１の主軸が陰嚢
と直腸との間の接続線に実質的に平行に延在するように
する。この場合は第１の主軸の長さが第２の主軸の長さ
を越えるため、超音波は問題なく骨盤骨の間を通過する
ことができる。有利には第１の主軸の長さは第２の主軸
の長さよりも少なくとも１．５倍、有利には少なくとも
２倍長い。会陰適用により、本発明の超音波アプリケー
タの超音波振動子は、直腸適用の場合と同じように前立
腺に密に存在する。従って患者に不必要に高いドースの
音響エネルギーが供給されない。同時に、超音波アプリ
ケータに組み込まれた超音波位置測定決め装置を用いて
前立腺を位置決めするのに有利な条件が得られる。本発
明の超音波アプリケータの適用は非侵襲性に行われるの
で、超音波アプリケータに含まれる超音波振動子の大き
さに実質的な制限がないことがわかる。特にいわゆる石
切姿勢、すなわち腰と膝関節を曲げて足を広げた仰向け
姿勢でいる患者に適用する場合には制限がない。なぜな
ら会陰に自由に接近できるからである。この姿勢と適用
の形式は患者にとって不快ではない。
【０００８】有利な実施例によれば、超音波アプリケー
タは少なくとも実質的に円形状にフォーカシングされた
２つの超音波振動子を有する。これらの超音波振動子は
Ｖ字状に、それらの焦点が作用ゾーンに来るように配置
されている。このようにして超音波の所要の横断面幾何
形状が構造的に簡単に実現される。
【０００９】本発明の実施例では、超音波アプリケータ
は音響伝播媒体が充填され、その適用端部を可撓性の結
合膜で閉鎖されたケーシングを有する。このケーシング
に少なくとも１つの超音波振動子が収容される。このよ
うにして超音波アプリケータを結合膜を用いて患者の身
体に押しつけることにより、超音波振動子と患者の身体
の治療領域との間の良好な音響的結合が得られる。
【００１０】本発明の有利な実施例によれば、球形の支
承面を有する支持体が超音波振動子に対して設けられ、
この支持体はその支承面および支承体の相応の支承面と
ともに、球形に湾曲された面に作用ゾーンが調整可能で
あるように共働する。患者の身体の作用ゾーンを、超音
波アプリケータが患者の身体表面に押しつけられた状態
で移動することも可能であり、その際に結合膜と患者の
身体表面との間の相対運動は必要ない。このような改善
された調整可能性は、支承体がケーシングに対して相対
的に軸方向にずらされる場合に得られる。
【００１１】本発明の別の有利な実施例では、超音波ア
プリケータは超音波位置測定決め装置に配属された超音
波位置測定変換器を有する。この超音波位置測定変換器
により作用ゾーンを結像することができる。このように
して超音波アプリケータを患者の身体に対して相対的
に、治療すべき領域が超音波の作用ゾーン内にあるよう
に配向することができる。超音波アプリケータの特に有
利な構成は、超音波位置測定変換器を少なくとも実質的
に作用軸線に配置すると得られる。なぜならこの構成に
より、超音波位置測定変換器が複数の超音波振動子を使
用する場合に超音波の実質的に無い空間に存在するから
である。超音波位置測定変換器をその長手軸線に沿って
移動可能および／または長手軸線を中心に回転可能に構
成すると治療すべき領域の発見が容易になる。
【００１２】本発明を以下、図面に示された実施例に基
づき詳細に説明する。
【００１３】
【実施例】図１に示された本発明の超音波アプリケータ
はほぼ筒状のケーシング１を有する。ケーシング１には
流体の音響伝播媒体、例えば水が充填されており、その
適用端部（図２参照）はフレキシブルな結合膜２により
閉鎖されている。この結合膜は、超音波アプリケータを
患者の身体面に音響結合のため押圧するために用いる。
【００１４】ケーシング１内部には２つの平坦な円板状
の、例えば圧電超音波振動子３が配置されている。これ
らの超音波振動子には形成された超音波をフォーカシン
グするために集音レンズ４が前置されている。この実施
例では２つの超音波振動子３と２つの集音レンズ４は同
じである。集音レンズ４は超音波振動子３とそれぞれそ
れ自体公知のように接着されている。集音レンズ４を有
する超音波振動子３は、複数の部材から統合される、特
に５により示された支持体に取り付けられている。それ
自体公知である、一方では超音波振動子３と集音レンズ
４との間、他方では超音波振動子３と支持体５との間に
設けられた音響整合層は図１には図示されていない。超
音波振動子は、図１には図示していないがそれ自体公知
のように順次積層された複数の個別振動子から構成する
ことができる。
【００１５】超音波振動子３と集音レンズ４からなるそ
れぞれの構成は１つの音響軸線Ａを有する。この音響軸
線に沿って超音波が伝播する。超音波はそれぞれ焦点Ｆ
に集束する。超音波振動子３は支持体５に、音響軸線Ａ
が一点で超音波アプリケータの作用軸線Ｗと交差し、焦
点Ｆがこの交点にあるように取り付けられている。焦点
Ｆは作用ゾーンＷＺを形成する。この作用ゾーンは図１
に破線で示されている。作用軸線Ｗはこの実施例では超
音波アプリケータの中心軸線である。作用ゾーンＷＺと
は、このゾーン内では超音波のピーク圧が当該作用ゾー
ンＷＺ内で発生する最大ピーク圧の半分よりも小さくな
いゾーンである（−６ｄＢゾーン）。超音波振動子３の
制御は、後で説明する制御および画像形成ユニットに含
まれる電子回路により、２つの超音波振動子３の超音波
が相互の重なって加算されるように行われる。
【００１６】前記の超音波振動子３の構成では、超音波
アプリケータは放射面を有する。この放射面から超音波
は放射する。この放射面は次のような形状を有する。す
なわち、作用軸線Ｗに対して直角に延在する面で見て超
音波が横断面を有し、この横断面には２つの楕円部分か
らなる外側輪郭線を描くことができるような形状を有す
る。これは図１に破線で示されている。従って外側輪郭
線は第１の主軸ＨＡ１を有し、この第１の主軸は作用軸
線Ｗと直角に交差し、さらにさらに音響軸線Ａと交差す
る。第１の主軸ＨＡ１は長さＬ１を有する。さらにエン
ベロープ曲線は２つの第２の主軸を有する。これらの第
２の主軸は、第１の主軸と音響軸線Ａとの交点を通って
延在し、第１の主軸ＨＡ１ともそれぞれの音響軸線Ａと
も直角に交差する。両方の主軸ＨＡ２はそれぞれ長さＬ
２を有し、この長さは長さＬ１よりも短い。
【００１７】第１の主軸ＨＡ１の長さＬ１は、第２の主
軸ＨＡ２の長さＬ２よりも少なくとも１．５倍、有利に
は少なくとも２倍である。この実施例では長さＬ１は長
さＬ２よりも２．５倍長い。
【００１８】前記の超音波アプリケータの実施例により
図２に示したように、会陰、すなわち陰嚢６と直腸７と
の間に適用することができ、その際図２には恥骨８を除
いて図示していない骨盤骨が超音波の前立腺９への入射
を阻止することがない。長さＬ１は長さＬ２を係数４倍
以上上回らないようにすべきである。なぜなら係数が比
較的に大きい場合は、超音波の入射に使用できる横断面
を十分に利用することができなくなるからである。
【００１９】支持体５の孔部には超音波位置測定変換
器、有利にはＢモードスキャンアプリケータが収容され
る。この超音波位置測定変換器は治療すべき領域、すな
わち前立腺９の位置決めに用いる。超音波位置測定変換
器１０を前立腺９に対して相対的に配向することができ
るようにするため（良好な画像を得るため）、超音波位
置測定変換器１０は支持体５の孔部に長手方向に移動し
回転可能に収容される。これは図１に相応の矢印により
示されている。
【００２０】超音波振動子４の前記構成により、作用軸
線Ｗの領域に超音波のない空間が生じる。この空間には
超音波位置測定変換器１０が配置され、この変換器の長
手軸線は作用軸線Ｗと実質的に一致する。この構成はこ
の実施例の場合、超音波位置測定変換器１０の適用端部
が図２に示すように結合膜２を介在して患者の身体表面
に当接する場合でも維持され、超音波位置測定変換器１
０に含まれる超音波トランスデューサは超音波のない空
間に留まっている。このようにして、超音波振動子３を
用いて形成された超音波が超音波位置測定変換器１０に
より妨害を受けたり、超音波位置測定変換器１０の機能
が超音波により妨害を受けたりすることのないことが保
証される。
【００２１】図１からわかるように支持体５は、超音波
振動子３の反対側に球形に曲げられた支承面１１を有す
る。この支承面は、球欠支承面に相応する支承体１２の
半径と共働する。この支承体１２はケーシングフランジ
１３の孔部内を長手方向に摺動するが、しかし回転しな
いように収容されている。このようにして超音波振動子
３および超音波位置測定変換器１０の空間的配列を患者
の身体に対して相対的に変化することができ、その際に
結合膜２と患者の身体表面との間に相対運動が生じるこ
とはない。このことは重要な利点である。なぜなら、会
陰領域の身体表面はしわがたくさんあるため、結合膜２
と身体表面との相対運動によりどうしてもその間に気泡
が存在することとなるからである。気泡は治療領域の位
置決めも、超音波振動子３により形成された超音波を患
者の身体に導入することも困難にすることとなる。
【００２２】結合膜とは反対側のケーシング１の端部は
通常、底部１４により閉鎖されている。
【００２３】超音波位置測定変換器１０を支持体５に対
して相対的に調整するため、また超音波振動子３を有す
る支持体５をケーシング１および結合膜２に対して相対
的に調整するため、図１の概略的に示された調整手段１
５ないし１６が設けられている。これらの調整手段は有
利には電動調整手段である。調整手段１５には図１に概
略的に示された距離センサ１７が設けられている。この
距離センサは、超音波位置測定変換器１０の支持体５に
対する相対的瞬時位置に相応する信号を出力する。調子
手段１５、１６も距離センサ１７も制御および画像形成
ユニット１９と接続されており、このユニットにはモニ
タ２０およびキーボード２１が接続されている。
【００２４】制御および画像形成ユニット１９は超音波
位置測定変換器１０と超音波Ｂモード画像を形成するた
めに共働する。この画像はモニタ２０に表示される。そ
の際、制御および画像形成ユニット１９は、距離センサ
１７の出力信号を考慮して超音波画像にマークＷＺ’を
スーパーインポーズする。このマークは作用ゾーンの中
心を表わす。
【００２５】超音波画像を形成するのに必要な画像形成
電子回路の他に、制御および画像形成ユニット１９は調
整手段１５、１６の制御および超音波振動子３の制御に
必要なすべての回路を有する。
【００２６】治療を実行するために、超音波アプリケー
タはその結合膜２と共にそれぞれ治療すべき患者の会陰
に適用され、身体表面と結合膜２との間に気泡は封入さ
れない。これに続いて、キーボード２１の相応の操作に
より超音波画像の形成が開始される。次にキーボード２
１の同様の相応の操作により、調整手段１５と１６が次
のように操作される。すなわち、前立腺９が超音波画像
に良好に結像されるような、超音波位置測定変換器１０
の患者身体に対する相対的配列が得られるように操作さ
れる。前立腺９の治療すべき領域はライトペン２２また
は同様の入力手段を用いて入力することができる。次に
キーボード２１の相応の操作に基づき、制御および画像
形成ユニット１９は調整手段１５を次のように操作す
る。すなわち作用ゾーンＷＺが、超音波画像内にライト
ペン２２でマークされた領域に相応する前立腺９の領域
へ移動するように操作する。このことは超音波画像内で
次のことからわかる。すなわち、マークＷＺ’がライト
ペン２２によりマークされた領域と、調整手段１５の操
作の後に一致することにからわかる。一致したならば制
御および画像形成ユニット１９は超音波振動子３を超音
波形成のために制御する。
【００２７】良性の前立腺肥大を治療するため、それぞ
れ作用ゾーンＷＺ内にある前立腺組織に次ぎのような量
の超音波エネルギーが供給される。すなわち、細胞蛋白
質が凝固するようなエネルギーの超音波が供給される。
これは前立腺組織の壊疽を引き起こす。壊疽した組織は
物質代謝プロセスにより分解される。
【００２８】その他にそれぞれ治療すべき前立腺９の領
域の輪郭をライトペン２２を用いてマークすることがで
きる。次にキーボード２１の相応の操作により作用ゾー
ンＷＺは歩進的に、ライトペン２２を用いてマークされ
た領域内で超音波振動子３を作動させながら次のように
移動される。すなわち、マークされた全領域に超音波が
印加され壊疽されるように移動される。
【００２９】組織の壊疽に必要な温度は通常は４５°Ｃ
以上である。しかし泌尿器領域の腫瘍を治療するために
は、作用ゾーン内にある組織にそれぞれ供給される超音
波エネルギー量を４５°Ｃ以下の温度、有利には４３°
Ｃが得られるように調整することも有利であり得る。こ
れの局所的加熱療法として知られる治療法は細胞蛋白質
の凝固をまだ引き起こさない。そうではなく細胞代謝が
阻害され、これにより腫瘍成長が抑圧されるか、または
腫瘍が退化する。局所的加熱療法の場合は４５°Ｃ以上
の温度が発生しないことが保証されなければならないこ
とがわかる。なぜならそのことは不所望に壊疽を引き起
こすこととなるからである。
【００３０】超音波振動子３から放射した超音波を集音
レンズ４を用いてフォーカシングする代わりに、フォー
カシングを超音波振動子の相応の形状により行うことも
できる。
【００３１】この実施例の場合、超音波は２つのＶ字状
に配置された超音波振動子３により形成される。その他
の解決手段も本発明の枠内で可能である。例えば球欠形
状の圧電変換器の矩形部分として構成されたただ１つの
超音波振動子を使用することもできる。その他に、線形
アレイの形状に構成された超音波振動子を使用すること
も考えられる。この場合はそれ自体公知のように電子的
フォーカシングを使用する。さらに超音波振動子を複数
の個々の振動子からモザイク状に構成することもでき
る。これらすべての場合で重要なことは、超音波アプリ
ケータを会陰に配置した際、前立腺への超音波の伝播が
阻止されずに行われるような縦長の横断面形状が得られ
ることである。
【００３２】
【発明の効果】本発明により、患者に快適に、有利には
非侵襲性に適用可能であり、超音波アプリケータに組み
込まれた超音波振動子については解剖学的な制限が実質
的にない超音波アプリケータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波アプリケータの概略図である。
【図２】本発明の著音波アプリケータを会陰に適用した
際の解剖学位状態を明確にするための縦断面図である。
【符号の説明】
１ ケーシング ２ 結合膜 ３ 超音波振動子 ４ 集音レンズ ５ 支持体 ６ 陰嚢 ７ 直腸 ８ 恥骨 ９ 前立腺 １０ 超音波位置測定変換器 １１ 支承面 １２ 支承体 １３ ケーシングフランジ １４ 底部 １５、１６ 調整手段 １７ 距離センサ １９ 制御および画像形成ユニット ２０ モニタ ２１ キーボード ２２ ライトペン Ａ 音響軸線 Ｆ 焦点 Ｗ 作用軸線 ＷＺ 作用領域

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波アプリケータの作用軸線（Ｗ）上
    にある作用ゾーン（ＷＺ）へフォーカシングされた超音
    波を発射する、泌尿器領域用の治療用超音波アプリケー
    タにおいて、 前記超音波は、作用軸線（Ｗ）に対して直角に延在する
    面で見て輪郭曲線を描くことのできる横断面を有し、 該横断面は、作用軸線を交差する第１の主軸（ＨＡ１）
    と、該第１の主軸を直角に交差する少なくとも１つの第
    ２の主軸（ＨＡ２）とを有し、 第１の主軸（ＨＡ１）の長さ（Ｌ１）は第２の主軸（Ｈ
    Ａ２）の長さ（Ｌ２）よりも長いことを特徴とする治療
    用超音波アプリケータ。
  2. 【請求項２】 第１の主軸（ＨＡ１）の長さ（Ｌ２）
    は、第２の主軸（ＨＨＡ２）の長さ（Ｌ２）の少なくと
    も１．５倍の長さである請求項１記載の超音波アプリケ
    ータ。
  3. 【請求項３】 超音波アプリケータは、少なくとも実質
    的に円形にフォーカシングされた２つの超音波振動子
    （３）を有し、該超音波振動子は焦点（Ｆ）が作用ゾー
    ン（ＷＺ）にあるようにＶ字形に配置されている請求項
    １または２記載の超音波振動子。
  4. 【請求項４】 超音波振動子は音響伝播媒体の充填され
    たケーシングを有し、 該ケーシングの適用部端面は可撓性の結合膜（２）によ
    り閉鎖されており、 該ケーシング内には少なくとも１つの超音波振動子
    （３）が収容されている請求項１から３までのいずれか
    １項記載の超音波アプリケータ。
  5. 【請求項５】 球形の支承面（１１）を有する支持体
    （５）が超音波振動子（３）に対して設けられており、 前記支持体（５）の支承面は支承体（１２）の相応の支
    承面と共に、作用ゾーン（ＷＺ）を球形に湾曲した面で
    調整可能であるように共働する請求項４記載の超音波ア
    プリケータ。
  6. 【請求項６】 前記支承体（１２）はケーシング（１）
    に対して相対的に軸方向に移動される請求項５記載の超
    音波アプリケータ。
  7. 【請求項７】 超音波アプリケータは、超音波位置測定
    決め装置に所属する超音波位置測定変換器（１０）を有
    し、 該超音波位置測定変換器により作用ゾーン（ＷＺ）は結
    像可能である請求項１から６までのいずれか１項記載の
    超音波アプリケータ。
  8. 【請求項８】 超音波位置測定変換器（１０）は少なく
    とも実質的に作用軸線（Ｗ）に配置されている請求項７
    記載の超音波アプリケータ。
  9. 【請求項９】 超音波位置測定変換器（１０）はその長
    手軸に沿って移動および／または該長手軸を中心に回転
    可能である請求項７または８記載の超音波アプリケー
    タ。
  10. 【請求項１０】 作用ゾーン（ＷＺ）にフォーカシング
    された超音波を発射する、泌尿器領域用の治療用超音波
    アプリケータにおいて、 該超音波は放射面から放射し、 該放射面は、作用ゾーン（ＷＺ）が患者の前立腺（９）
    領域に配置され、超音波が患者の陰嚢（６）と直腸
    （７）との間に導入された際、超音波が骨盤骨の間を阻
    止されずに通過するように成形されていることを特徴と
    する治療用超音波アプリケータ。
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