JPH0852152A

JPH0852152A - 超音波治療装置

Info

Publication number: JPH0852152A
Application number: JP6188678A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yanagida; 祐司柳田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1996-02-27

Abstract

(57)【要約】【目的】治療対象部位に設定された超音波焦点に直接
かつ正確に薬品を注入することが可能な超音波治療装置
を提供することを目的とする。【構成】超音波治療装置による治療領域近傍の画像を
撮影する撮影手段と、アプリケータの超音波焦点に向け
て穿刺針を刺入し得る穿刺手段と、穿刺針の先端部に装
着され、前記超音波振動子から照射された探査用超音波
を受信する圧電フィルムと、圧電フィルムにて受信され
る信号値が所定の設定値以上であるか否かを判定する判
定手段と、該判定手段にて信号値が設定値以上であると
判定された際に前記撮影手段にて撮影された超音波画像
上に所定のマークを表示する表示手段と、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体内の治療部位に強
力な超音波を照射して結石を破砕したり、腫瘍を壊死さ
せる超音波治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医用診断装置の開発が進められる
中で、超音波治療装置が多く用いられている。超音波治
療装置には、生体内に形成された胆石等の結石に強力な
超音波を照射して破砕させる衝撃波治療装置や、生体内
の腫瘍に超音波を長い時間照射して熱を加え壊死させる
温熱治療装置があり、いずれの場合においても複数の超
音波振動子が取り付けられたアプリケータを被検体の体
表面に接触させ、各超音波振動子の焦点を治療部位に合
わせて治療用超音波を照射し、結石破砕，温熱治療を行
う。

【０００３】このような超音波治療装置においては、昨
今においてヘマトポリフィン等の音響活性により抗腫瘍
効果を示す薬品を生体の静脈内に注入し、その後治療対
象となる腫瘍に向けて治療用超音波を照射することによ
り、腫瘍部位に集まった薬品のみを活性化させて選択的
に治療を行う、いわゆる音響化学治療の技術が採用され
ている。以下、この音響化学治療の従来技術を図７に基
づいて説明する。

【０００４】図示のように、被検体１０１の体表にアプ
リケータ１０４が配設され、該アプリケータ１０４には
球殻状（図では断面を示しているため円弧状となってい
る）に配設された複数の超音波振動子１０２と、該超音
波振動子１０２の中心部に設けられたプローブ１０３を
有している。超音波振動子１０２は被検体１０１の治療
部位１１０（超音波焦点１１１）に向けて治療用超音波
を照射するものであり、各振動子１０２に超音波パルス
を供給するパルサ１０８と接続され、該パルサ１０８は
高圧電源１０９から電圧が供給されて駆動する。

【０００５】一方、プローブ１０３は治療部位１１０を
含む撮影領域に超音波を照射し、これによって発生した
エコー信号を受信するものであり、超音波診断装置１０
６と接続されている。そして、該超音波診断装置１０６
にて得られる超音波画像はモニタ１０７にて表示され
る。従って、術者はこのモニタ１０７に表示された画像
を見ながら、焦点１１１と治療部位１１０とが一致する
ように調整する。

【０００６】また、穿刺針１０５にて被検体の静脈内に
ヘマトポリフィン等の音響活性により抗腫瘍効果を示す
薬品を注入する。すると、この薬品は注入後数時間（４
〜５時間程度）でその組織選択性から治療部位で効果を
発揮し始める。そして、この時アプリケータ１０４から
治療部位１１０に向けて治療用超音波を照射すると、薬
品の音響活性効果により抗腫瘍効果が増大され治療効果
が向上する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の超音
波治療装置を用いた音響化学治療は、薬品そのものが有
する組織選択性の効果に加えて、薬品の超音波および衝
撃波に対する活性化の作用を利用し治療患部でのみ活性
させることで、抗腫瘍効果の局在化を高めるものであ
る。

【０００８】しかしながら、従来のような治療技術の場
合、静脈を通じて腫瘍部位に薬品を到達させるため、希
望する抗腫瘍効果を得るには必要以上の投薬を行わねば
ならず、副作用のある抗癌剤においては患者にしいる苦
痛が大きいという欠点がある。また、腫瘍部位に薬品が
集まるまでにタイムラグ（時間遅れ）があり、充分な効
果を得るためには、注入後治療用超音波を照射するべき
タイミングを患部に応じて正確に把握しておく必要があ
り、実際にはタイミングを把握して、適切なときに超音
波治療を行なうのは非常に困難である。

【０００９】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、治
療対象部位に設定された超音波焦点に直接かつ正確に薬
品を注入することが可能な超音波治療装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願第１の発明は、複数の超音波振動子を有するア
プリケータと、該超音波振動子から探査用超音波及び治
療用超音波を照射させるべく電圧を供給する電圧源とを
備えた超音波治療装置において、当該超音波治療装置に
よる治療領域近傍の画像を撮影する撮影手段と、前記ア
プリケータの超音波焦点に向けて穿刺針を刺入し得る穿
刺手段と、前記穿刺針の先端部に装着され、前記超音波
振動子から照射された探査用超音波を受信する受圧部
と、該受圧部にて受信される信号値が所定の設定値以上
であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段にて信
号値が設定値以上であると判定された際に前記撮影手段
にて撮影された超音波画像上に所定のマークを表示する
表示手段と、を有することが特徴である。

【００１１】また本願第２の発明は、送受信可能な複数
の超音波振動子を有するアプリケータと、該超音波振動
子から治療用超音波を照射させるべく電圧を供給する高
電圧源とを備えた超音波治療装置において、当該超音波
治療装置による治療領域近傍の画像を撮影する撮影手段
と、前記アプリケータの超音波焦点に向けて穿刺針を刺
入し得る穿刺手段と、前記穿刺針の先端部に装着され、
探査用超音波を送信し得る送信部と、前記超音波振動子
にて受信される前記送信部からの探査用信号値が、所定
の設定値以上であるか否かを判定する判定手段と、該判
定手段にて信号値が設定値以上であると判定された際に
前記撮影手段にて撮影された超音波画像上に所定のマー
クを表示する表示手段と、を有することを特徴とする。

【００１２】

【作用】上述の如く構成された本願第１の発明では、術
者は超音波診断装置やＸ線ＣＴ装置等の撮影手段にて撮
影された治療対象部位近傍の画像を見ながら、アプリケ
ータの超音波焦点を治療対象部位に合わせる。そして、
穿刺手段の穿刺針を超音波焦点に向けて刺入する。この
際、穿刺針の先端部には受圧部が装着されているので、
該受圧部にて受信される超音波信号は超音波焦点に近ず
くにつれて大きくなる。従って、判定手段により超音波
信号の大きさが所定の値よりも大きくなったと判定され
たときに穿刺針の先端部が超音波焦点、即ち治療対象部
位に達したことが認識される。そして、この位置で穿刺
針から音響活性により抗腫瘍効果を示す薬品を注入すれ
ば、治療対象部位近傍にのみ薬品を注入することができ
る。このため、治療対象部位以外への薬品の拡散がな
く、薬品を必要以上に投与することがないため、患者に
与える副作用を低減させることができる。また、薬品注
入と同時に該薬品が治療対象部位に行き渡るため注入後
の治療のタイミングを考慮することはなく、薬品を注入
した直後に最大の治療効果を得ることができるようにな
る。

【００１３】また、本願第２の発明では、穿刺針の先端
部に探査用超音波を送信可能な送信部を有しており、ア
プリケータに配設された各超音波振動子にてこの超音波
を受信する。そして、受信される超音波強度は送信部の
位置、即ち穿刺針の先端位置がアプリケータの焦点位置
に来たときが最大となるので、受信される超音波強度が
所定値よりも大きくなった位置で穿刺針の先端が焦点位
置に到達したことを認識できる。これによって、穿刺針
を治療対象部位に確実に到達させることができ、この後
の操作は前記第１の発明と同様に行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明が適用された超音波治療装置の第１
実施例を示す構成図である。同図に示すように、この超
音波治療装置は、球殻状に配設された複数の振動子２を
有し生体内の治療部位５に向けて超音波を照射可能なア
プリケータ４と、該アプリケータ４の中央部に設けられ
たプローブ３と、各振動子２に超音波パルスを出力する
パルサ１５と、このパルサ１５に高電圧，低電圧を供給
する高電圧源１６，低電圧源１７と、前記プローブ３か
らの超音波の送受信により治療部位５近傍の超音波画像
を撮影する超音波診断装置９と、該超音波診断装置９に
て撮影された超音波画像を画面表示するモニタ１０と、
を有している。なお、符号１は水袋である。

【００１５】また、アプリケータ４の側部には穿刺針８
を挿通させるためのガイド機構１８が設けられており、
このガイド機構１８を介してシリンジ７と接続された穿
刺針８を超音波焦点５に向けて刺入することができる。
図２は穿刺針８の詳細な構成図であり、図示のように穿
刺針８の先端部には振動子２から照射された超音波を受
信し得る圧電フィルム２０が装着されている。また、図
１に示すように、穿刺針８はこの圧電フィルム２０にて
受信された超音波信号を取り込む受信回路１１が接続さ
れ、この出力はエコーレベル判定回路１３に供給され
る。

【００１６】エコーレベル判定回路１３は、しきい値設
定回路１４にて設定されている所定のしきい値と受信回
路１１にて受信された超音波信号との大きさを比較し、
超音波信号の方が大きくなった際にはこの結果を表示用
出力回路１２に出力する。そして、表示用出力回路１２
では、この結果を受けて、モニタ１０上に穿刺針８が治
療部位６に到達したことを示すマークを表示させる。

【００１７】次に、本実施例の動作について説明する。
まず、超音波診断装置９により治療部位５近傍の画像を
撮影し、これをモニタ１０に画面表示する。そして、こ
の画面を見ながら術者はアプリケータ４の焦点６が治療
部位５の位置に合うようにアプリケータ４を調整する。

【００１８】そして、スイッチ３１を低電圧源１７側に
接続してパルサ１５に低電圧を供給し、振動子２から探
査用超音波を発生させる。次いで、穿刺針８を治療部位
５に向けて刺入させていくと、この穿刺針８の先端部に
装着された圧電フィルム２０によって探査用超音波が受
信され、受信回路１１を介してエコーレベル判定回路１
３に供給される。一方、穿刺針８は超音波診断装置９に
て撮影され、モニタ１０に映し出されるので術者はこれ
を見ながら穿刺針８の先端が治療部位５に接近するのを
確認できる。そして、治療部位５（焦点６と略同一の位
置）に到達すると、エコーレベル判定回路１３ではしき
い値設定回路１４にて設定された所定のしきい値よりも
受信された超音波信号の方が大きくなるので、表示用出
力回路１２にこの結果が出力される。

【００１９】その後、表示用出力回路１２はモニタ１０
の画像上にマーカ等で穿刺針８の先端が焦点６に達した
ことを術者に認識させる。そして、術者はこれを確認し
てシリンジ７を操作し、該シリンジ７内に充填された薬
品を穿刺針８を介して治療部位５に投薬する。その後、
スイッチ３１を切換えて高電圧源１６側に接続し、アプ
リケータ４から治療用超音波を発生させて音響化学治療
を行う。

【００２０】このようにして、本実施例では、治療部位
に向けて薬品を直接投与することができるので、薬品の
治療部位以外への拡散を防止することができ、副作用を
防止することができるようになる。また、投薬と同時に
治療用超音波による治療ができるので、治療のタイミン
グ設定が極めて容易となる。

【００２１】なお、本実施例では、穿刺針８の先端に圧
電フィルム２０を装着する構成としたが、穿刺針を挿通
するガイド管を設け、このガイド管の先端部の圧電フィ
ルム２０を装着するようにしても良い。また、治療部位
５への投薬をシリンジ７にて行っているが、継続的な投
与が必要な場合にはポンプ等を穿刺針８に接続しても良
い。この場合には、ポンプとパルサ１５とを電気的に連
動させておき、投薬と超音波の照射のタイミングを自動
制御することも可能である。また、本実施例では、アプ
リケータ２の駆動を高電圧源１６と低電圧源１７の２つ
の電圧源で行っているが、治療用超音波の強度が充分小
さく、薬品と併用されない限り生体に対して影響を及ぼ
さない場合には、アプリケータ２は単独の電圧源によっ
て治療用超音波のみ駆動されるものとし、これをもって
探査用超音波に代用してもよい。

【００２２】図３は本発明の第２実施例を示す構成図で
ある。この実施例は、前記した第１実施例と比較して、
トリガ発生回路２１と遅延値設定回路２２とが設けられ
た点、及びアプリケータ４に配設される振動子２が球殻
状に限られない点、穿刺針８の刺入方向を自由に変更す
ることができる点が異なっている。

【００２３】遅延値設定回路２２は、各振動子２からの
超音波の照射タイミングを任意に設定するものであり、
トリガ設定回路２１はこの設定に従ってパルサ１５にト
リガを出力する。これにより、超音波焦点６の位置を任
意に設定することができる。また、穿刺針８の刺入方向
を可変とするために図４に示す如くのガイド機構１８が
形成されている。即ち、アプリケータ４に対して球状固
定部２３が接触しておりこの球状固定部２３内に穿刺針
８が貫通している。そして、この球状固定部２３はアプ
リケータ４に対して回転が可能であるので、これを回転
させることによって穿刺針８の方向を任意に変更するこ
とができる。

【００２４】このように構成された第２実施例では、治
療部位５と超音波焦点６とを一致させる操作は遅延値設
定回路２２の設定によって行うことができ、また焦点位
置への穿刺針８の刺入はガイド機構１８により方向を決
めて行うことができる。その他の手順は前記した第１実
施例と同様であるので説明を省略する。

【００２５】そして、このように構成された第２実施例
によれば、例えば脳腫瘍等の治療のようにアプリケータ
４を脳表面に接触させた状態で焦点位置を決める際に有
効である。即ち、脳の表面ではアプリケータ４を移動さ
せることは困難であり、アプリケータ４を固定したまま
で焦点位置を変更し得ることが極めて有用となる。

【００２６】図５は本発明の第３実施例を示す構成図で
ある。この実施例は、前記した第１実施例と比較する
と、第１実施例では穿刺針８の先端部に超音波を受信す
る圧電フィルム２０を装着しているのに対してこの実施
例では探査用超音波を照射し得る圧電フィルムを用いて
いる点で異なる。そして、これに伴って、各超音波振動
子２は超音波を受信可能なものを使用し、これを取り込
む受信回路２５が設けられている。そして、この受信回
路の出力は第１実施例と同様のエコーレベル判定回路１
３に供給される。また、しきい値設定回路１４，表示用
出力回路１２，モニタ１０，超音波診断装置９，及び、
パルサ１５は第１実施例のものと同様である。なお、振
動子２は探査用超音波を照射する必要はないので、図１
に示す低電圧源１７は必要無く、その代わりに低電圧源
２４が穿刺針８に接続され、該穿刺針８先端部の圧電フ
ィルムに探査用超音波送信用の電圧を供給し得るように
なっている。

【００２７】次に、第３実施例の動作について説明す
る。まず、超音波診断装置９により治療部位５近傍の画
像を撮影し、これをモニタ１０に画面表示する。そし
て、この画面を見ながら術者はアプリケータ４の焦点６
が治療部位５の位置に合うようにアプリケータ４を調整
する。

【００２８】そして、低電圧源２４を駆動させ穿刺針８
の先端部に装着された圧電フィルム（不図示）から探査
用超音波を照射させる。次いで、穿刺針８を治療部位５
に向けて刺入させていくと、圧電フィルムから照射され
た超音波が振動子２によって受信され、受信回路２５に
取り込まれる。そして、エコーレベル判定回路１３に供
給される。一方、穿刺針８は超音波診断装置９にて撮影
され、モニタ１０に映し出されるので術者はこれを見な
がら穿刺針８の先端が治療部位５に接近するのを確認で
きる。そして、治療部位５（焦点６と略同一の位置）に
到達すると、エコーレベル判定回路１３ではしきい値設
定回路１４にて設定された所定のしきい値よりも受信さ
れた超音波信号の方が大きくなるので、表示用出力回路
１２にこの結果が出力される。その後、表示用出力回路
１２はモニタ１０の画像上のマーカ等で穿刺針８の先端
が焦点６に達したことを術者に認識させる。

【００２９】こうして、術者は穿刺針８の先端が焦点６
に達したことを認識でき、その後第１実施例と同様な手
順で超音波による音響化学治療が行われる。そして、こ
のような第３実施例においても前記した第１実施例と同
様の効果が得られる。

【００３０】図６は本発明の第４実施例を示す構成図で
ある。この実施例は、第１実施例と比較すると、第１実
施例では超音波診断装置を用いて治療部位５近傍の画像
を撮影したが、この実施例では３次元画像を撮影可能な
Ｘ線ＣＴ装置を用いている点で異なっている。

【００３１】Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を載置する寝台２
８と、３次元画像を撮影するガントリ２９と、撮影され
た画像を処理する画像処理装置２７を有しており、アプ
リケータ４は多軸アーム３０にて支持されている。

【００３２】次に、第４実施例の動作について説明す
る。まず、Ｘ線ＣＴ装置により治療部位を含む領域を３
次元スキャンする。そして、術者は、ＣＴ画像上に於い
て治療対象となる患部を指定すると共に、アプリケータ
４から穿刺が行われる経路を考慮し、アプリケータ４の
アプローチ方向を指定する。その後、このアプローチ方
向に従って多軸アーム３０を動作させ、アプリケータ４
の焦点と治療部位が一致するようにアプリケータ４の位
置決めを行なう。

【００３３】次いで、スイッチ３１を操作して低電圧源
１７をパルサ１５に接続し、アプリケータ４から探査用
超音波を発生させる。一方、術者はモニタ１０に映し出
されたＣＴ画像のガイド下で穿刺針を治療部位に向けて
刺入させていく。そして術者はＣＴ画像上の穿刺針の位
置を確認すると共に、同画像上の穿刺針先端での受信波
強度の変化を確認する。また、エコーレベル判定回路１
３では、この受信波強度があらかじめしきい値設定回路
１４で指定された値よりも大きくなったときに焦点に達
したと判断し、ＣＴ画像上にマーカー等で表示を行う。
その後、術者はＣＴ画像上の穿刺針の位置情報と受信波
強度が最大になるのを確認するのと共に、このマーカー
の表示により穿刺針の先端が焦点に達したことを知り穿
刺針を固定する。

【００３４】そして、その後の手順は第１実施例と同様
であり、音響化学治療が行われる。このように構成され
た第４実施例においても、前記した第１実施例と同様の
効果が得られる。また、本実施例に於いては、治療用ア
プリケータの位置決めに先立ちＸ線ＣＴ装置による３次
元情報を得ているため、適確な穿刺方向を考慮した位置
決めが容易に実現できる。また、本実施例中では３次元
Ｘ線ＣＴ装置を用いていたが、穿刺を行う上で問題ない
程度に高速な画像表示が可能であればＭＲＩ装置を用い
てもかまわない。この場合には穿刺針や治療用アプリケ
ータ等は非磁性の材料でなければならない。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、先
端部での超音波信号をもとに、治療用超音波および衝撃
波源の焦点に正確に位置決めされた穿刺針を通じて、希
望する抗腫瘍効果に適量の薬品を直接患部に注入するこ
とができるので、患者に与える副作用の低減した治療
を、薬品の注入直後に最大の効果で実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す構成図である。

【図２】穿刺針の詳細な構成を示す説明図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す構成図である。

【図４】第２実施例に係るガイド機構の構成を示す説明
図である。

【図５】本発明の第３実施例を示す構成図である。

【図６】本発明の第４実施例を示す構成図である。

【図７】従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１水袋２振動子３プローブ４アプ
リケータ５治療部位６焦点７シリンジ８穿
刺針９超音波診断装置１０モニタ１１，２５
受信回路１２表示用出力回路１３エコーレベル判定回路１４しきい値設定回路１５パルサ１６高
電圧源１７，２４低電圧源１８ガイド機構１９
生体２０圧電フィルム２１トリガ発生回路２２
遅延値設定回路２３球状固定部２７画像処理装置２８寝
台２９ガントリ３０多軸アーム３１スイッ
チ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の超音波振動子を有するアプリケー
タと、該超音波振動子から探査用超音波及び治療用超音
波を照射させるべく電圧を供給する電圧源とを備えた超
音波治療装置において、当該超音波治療装置による治療領域近傍の画像を撮影す
る撮影手段と、前記アプリケータの超音波焦点に向けて穿刺針を刺入し
得る穿刺手段と、前記穿刺針の先端部に装着され、前記超音波振動子から
照射された探査用超音波を受信する受圧部と、該受圧部にて受信される信号値が所定の設定値以上であ
るか否かを判定する判定手段と、該判定手段にて信号値が設定値以上であると判定された
際に前記撮影手段にて撮影された超音波画像上に所定の
マークを表示する表示手段と、を有することを特徴とする超音波治療装置。
【請求項２】前記アプリケータは、各振動子からの超
音波照射タイミングを調整して超音波焦点位置を任意に
設定し得る遅延値設定手段を有することを特徴とする請
求項１記載の超音波治療装置。
【請求項３】前記撮影手段は、前記アプリケータの中
心部近傍にプローブが配設された超音波診断装置である
ことを特徴とする請求項１又は２いずれかに記載の超音
波治療装置。
【請求項４】前記撮影手段は、３次元画像を撮影可能
なＸ線ＣＴ装置であることを特徴とする請求項１又は２
いずれかに記載の超音波治療装置。
【請求項５】送受信可能な複数の超音波振動子を有す
るアプリケータと、該超音波振動子から治療用超音波を
照射させるべく電圧を供給する高電圧源とを備えた超音
波治療装置において、当該超音波治療装置による治療領域近傍の画像を撮影す
る撮影手段と、前記アプリケータの超音波焦点に向けて穿刺針を刺入し
得る穿刺手段と、前記穿刺針の先端部に装着され、探査用超音波を送信し
得る送信部と、前記超音波振動子にて受信される前記送信部からの探査
用信号値が、所定の設定値以上であるか否かを判定する
判定手段と、該判定手段にて信号値が設定値以上であると判定された
際に前記撮影手段にて撮影された超音波画像上に所定の
マークを表示する表示手段と、を有することを特徴とする超音波治療装置。
【請求項６】前記撮影手段は、前記アプリケータの中
心部近傍にプローブが配設された超音波診断装置である
ことを特徴とする請求項５記載の超音波治療装置。
【請求項７】前記撮影手段は、３次元画像を撮影可能
なＸ線ＣＴ装置であることを特徴とする請求項５記載の
超音波治療装置。