(57)【要約】      （修正有）【課題】理想的なタイミングで治療を行う超音波治療装置を提供する。【解決手段】超音波治療装置１は、患部に集積する性質を有する超音波治療材に治療効果を発揮させる治療用の超音波を照射する治療用超音波照射部７と、超音波治療材の患部への集積の有無を判定する集積判定部４ｂと、該集積判定部４ｂによる判定結果を提示する判定結果提示部５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患部に集積する性質を有する超音波治療材に治療効果を発揮させる治療用の超音波を照射する治療用超音波照射部と、
前記超音波治療材の患部への集積の有無を判定する集積判定部と、
該集積判定部による判定結果を提示する判定結果提示部とを備える超音波治療装置。
【請求項２】
患部に集積する性質を有する超音波治療材に治療効果を発揮させる治療用の超音波を照射する治療用超音波照射部と、
前記超音波治療材の患部への集積の有無を判定する集積判定部と、
該集積判定部による判定結果に基づいて前記治療用超音波照射部を制御する制御部とを備える超音波治療装置。
【請求項３】
前記超音波治療材の存在を示す信号を検出する治療材検出部を備え、
前記集積判定部が、前記治療材検出部により検出された信号が所定の閾値を超えた場合に患部に集積したものと判定する請求項１または請求項２に記載の超音波治療装置。
【請求項４】
前記超音波治療材の存在を示す信号が、該超音波治療材により反射される超音波、該超音波治療材から発せられる磁気、光および放射線の少なくとも１つに基づく信号である請求項３に記載の超音波治療装置。
【請求項５】
前記治療材検出部により検出された前記超音波治療材の存在を示す信号の分布を示す分布画像を生成する画像生成部と、
該画像生成部により生成された分布画像を表示する表示部とを備える請求項３または請求項４に記載の超音波治療装置。
【請求項６】
前記治療用超音波照射部による治療用の超音波の照射前に前記治療材検出部により検出された信号を記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶されている治療前信号と、治療用の超音波の照射中に前記治療材検出部により検出された治療中信号とを比較して治療の状況を判定する治療状況判定部とを備える請求項３から請求項５のいずれかに記載の超音波治療装置。
【請求項７】
前記治療用の超音波より強度の低い診断用の超音波を照射する診断用超音波照射部を備え、
前記治療材検出部が、前記超音波治療材により反射された超音波を検出する請求項３から請求項６のいずれかに記載の超音波治療装置。
【請求項８】
前記超音波治療材の体内への投与時点からの体内動態のタイミングデータを記憶する動態ライブラリと、
前記超音波治療材の体内への投与時刻からの経過時間を計時するタイマとを備え、
前記集積判定部は、前記タイマにより計時された経過時間が、前記動態ライブラリに記憶されたタイミングデータにおける患部への集積時間帯に相当する場合に前記超音波治療材が患部に集積したと判定する請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波治療装置。
【請求項９】
患者の体腔内に挿入可能な挿入部を備え、
前記治療用超音波照射部と前記治療材検出部とが前記挿入部の先端に配置されている請求項１から請求項８のいずれかに記載の超音波治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波治療装置に関するものである。
【０００２】
従来、ナノサイズの液滴を生体に投与して超音波を照射することにより、液滴の相変化（気泡化）によりマイクロバブルを生成する相変化型超音波造影剤を用いた超音波治療装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この相変化型超音波造影剤等のように、ナノサイズのバブル前駆体やバブルリポソームなどの超音波造影剤は腫瘍を栄養する血管壁を通過しやすく、腫瘍周辺に「受動的」に集積しやすいという特性がある。ナノ液滴の場合は、超音波エネルギを与えたときに微小気泡を形成する能力のために、部位特異的にマイクロサイズのバブルへと相変化できる。さらに、ナノサイズのバブル前駆体やバブルリポソームなどに抗体やリガンド等、生体構成分子に選択的に結合する分子プローブを付加することで、「能動的」な組織選択性を持たせることが可能である。
【０００３】
そして、これらの造影剤を腫瘍等の治療すべき組織に特異的に集積させた状態で、治療用の超音波を照射することにより、バブルの振動による加熱促進やキャビテーション効果によって、腫瘍等の治療すべき組織を効率的に治療することができる。すなわち、ナノサイズの超音波造影剤は、超音波治療材としても利用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６３０１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この相変化型超音波造影剤を用いて治療を行うには、強度の高い気泡化用超音波を照射する必要があり、相変化型超音波造影剤が治療すべき部位に集積していない状態で行ったのでは相変化を起こせないため、治療用超音波による加熱増強効果を得られないばかりか、正常部位に存在している相変化型超音波造影剤を相変化させてマイクロバブルを発生させてしまい、正常組織での加熱促進やキャビテーション効果を発生させるという不都合がある。また、相変化型超音波造影剤やバブルリポソームなどのナノサイズの超音波造影剤の治療部位への集積には時間がかかるとともに、投与後長時間が経過すると代謝により排出されてしまうため、理想的なタイミングで治療を行うことが困難である。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、理想的なタイミングで治療を行うことができる超音波治療装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、患部に集積する性質を有する超音波治療材に治療効果を発揮させる治療用の超音波を照射する治療用超音波照射部と、前記超音波治療材の患部への集積の有無を判定する集積判定部と、該集積判定部による判定結果を提示する判定結果提示部とを備える超音波治療装置を提供する。
【０００８】
本態様によれば、患部に集積する性質を有する超音波治療材を患者に投与した後、集積判定部を作動させて超音波治療材の患部への集積の有無を判定させ、その判定結果を判定結果提示部によって提示させることにより、提示された判定結果を見た医師等は、治療用超音波の適正な照射タイミングを知ることができる。そして、超音波治療材が患部に集積していると判定されたときには、治療用超音波照射部を作動させて、治療用の超音波を患部に照射させることにより、超音波治療材に治療効果を発揮させ、患部を効率的に治療することができる。一方、集積していないと判定されたときには、治療用超音波照射部による治療用の超音波の照射を行わないことにより、正常部位において超音波治療材を活性化させることを防止して、正常部位の健全性を維持することができる。
【０００９】
上記態様においては、患部に集積する性質を有する超音波治療材に治療効果を発揮させる治療用の超音波を照射する治療用超音波照射部と、前記超音波治療材の患部への集積の有無を判定する集積判定部と、該集積判定部による判定結果に基づいて前記治療用超音波照射部を制御する制御部とを備えていてもよい。
このようにすることで、集積判定部において、超音波治療材が患部に集積していると判定された場合には、制御部が治療用超音波照射部を作動させ、集積していないと判定された場合には、制御部が治療用超音波照射部を停止することにより、患部を効率的に治療し、正常部位の健全性を維持することができる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記超音波治療材の存在を示す信号を検出する治療材検出部を備え、前記集積判定部が、前記治療材検出部により検出された信号が所定の閾値を超えた場合に患部に集積したものと判定してもよい。
このようにすることで、治療材検出部により患部に所定以上の超音波治療材が集積したことを簡易に検出することができ、集積判定部により、治療用の超音波の照射を行う適正なタイミングか否かを客観的に判定することができる。
【００１１】
また、上記態様においては、前記超音波治療材の存在を示す信号が、該超音波治療材により反射される超音波、該超音波治療材から発せられる磁気、光および放射線の少なくとも１つに基づく信号であってもよい。
このようにすることで、これらの信号により、非接触で超音波治療材の存在を検出することができる。
【００１２】
また、上記態様においては、前記治療材検出部により検出された前記超音波治療材の存在を示す信号の分布を示す分布画像を生成する画像生成部と、該画像生成部により生成された分布画像を表示する表示部とを備えていてもよい。
このようにすることで、治療材検出部により検出され画像生成部により生成された超音波治療材の存在を示す信号の分布画像を表示部に提示して、治療部位を視覚的に確認することができる。
【００１３】
また、上記態様においては、前記治療用超音波照射部による治療用の超音波の照射前に前記治療材検出部により検出された信号を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶されている治療前信号と、治療用の超音波の照射中に前記治療材検出部により検出された治療中信号とを比較して治療の状況を判定する治療状況判定部とを備えていてもよい。
【００１４】
このようにすることで、治療用の超音波を照射することにより、患部に集積した超音波治療材のバブルを圧壊または振動させ、そのエネルギによって患部を治療することができる。この場合に、記憶部に記憶された治療用の超音波の照射前の超音波治療材の存在を示す治療前信号を基準として、治療用の超音波の照射により減少していく超音波治療材の存在を示す治療中信号の減少の度合いにより、治療の進行状況を簡易に判定することができる。
【００１５】
また、上記態様においては、前記治療用の超音波より強度の低い診断用の超音波を照射する診断用超音波照射部を備え、前記治療材検出部が、前記超音波治療材により反射された超音波を検出してもよい。
このようにすることで、診断用超音波照射部から治療には不十分であるが検出には十分である比較的弱い超音波を照射することができ、正常部位の健全性を維持しつつ、超音波治療材の患部への集積の程度を簡易に検出することができる。
【００１６】
また、上記態様においては、前記超音波治療材の体内への投与時点からの体内動態のタイミングデータを記憶する動態ライブラリと、前記超音波治療材の体内への投与時刻からの経過時間を計時するタイマとを備え、前記集積判定部は、前記タイマにより計時された経過時間が、前記動態ライブラリに記憶されたタイミングデータにおける患部への集積時間帯に相当する場合に前記超音波治療材が患部に集積したと判定してもよい。
【００１７】
このようにすることで、タイマにより計時される投与後の経過時間と、動態ライブラリに記憶されている投与時点からの体内動態のタイミングデータとに基づいて、簡易に超音波治療材が患部に集積したことを判定することができる。
【００１８】
また、上記態様においては、患者の体腔内に挿入可能な挿入部を備え、前記治療用超音波照射部と前記治療材検出部とが前記挿入部の先端に配置されていてもよい。
このようにすることで、挿入部を患者の体腔内に挿入し、挿入部の先端を患部の近傍に配置した状態で、超音波治療材の患部への集積を患部に近接した位置で検出し、超音波治療材の集積した患部への治療用の超音波の照射を患部に近接した位置から行うことができる。これにより、検出精度を向上し、治療効果を向上することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、理想的なタイミングで治療を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波治療装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の超音波治療装置を用いた治療方法を説明するフローチャートである。
【図３】図１の超音波治療装置における超音波治療材の患部への集積判定を説明する（ａ）超音波治療材の投与前、（ｂ）投与後の超音波画像である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る超音波治療装置を示す全体構成図である。
【図５】図４の超音波治療装置を用いた治療方法を説明するフローチャートである。
【図６】図１の超音波治療装置における治療状況の判定を説明する（ａ）治療用超音波の照射前、（ｂ）照射後の超音波画像である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る超音波治療装置を示す全体構成図である。
【図８】図７の超音波治療装置による治療において使用される超音波治療材の一例を示す模式図である。
【図９】図８の超音波治療材のインターナリゼーションを説明する模式図である。
【図１０】図９のインターナリゼーションを説明する（ａ）培養前、（ｂ）培養後の蛍光画像である。
【図１１】図８の超音波治療材の体内動態のタイミングデータの一例を示すグラフである。
【図１２】図７の超音波治療装置による治療状況の判定を説明する（ａ）治療用超音波の照射前、（ｂ）照射後の蛍光画像である。
【図１３】図７の超音波治療装置を用いた治療方法を説明するフローチャートである。
【図１４】図７の超音波治療装置の変形例を示す全体構成図である。
【図１５】図１４の超音波治療装置により取得された（ａ）特定波長の蛍光画像（ｂ）他の波長の蛍光画像（ｃ）全波長の蛍光画像を示す図である。
【図１６】図１の超音波治療装置の変形例を示す全体構成図である。
【図１７】図１の超音波治療装置の他の変形例を示す全体構成図である。
【図１８】図１７の超音波治療装置に備えられる動態ライブラリの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る超音波治療装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置１は、図１に示されるように、治療装置本体２と、医師等の操作者が入力を行う入力部３と、治療装置本体２を制御する制御部４と、治療装置本体２により取得された情報を表示するモニタ５とを備えている。
【００２２】
治療装置本体２は、体腔内に挿入される細長い挿入部２ａの先端に、半径方向外方に向かって診断用の超音波を射出し、エコーを受信する第１の超音波振動子６と、半径方向外方に向かって治療用の超音波を射出する第２の超音波振動子７とを備えている。第２の超音波振動子７は、集束超音波を発生するようになっている。第１の超音波振動子６から射出される超音波は第２の超音波振動子７から射出される超音波と比較して十分に低い強度に設定されている。
【００２３】
入力部３は、第１の超音波振動子６および第２の超音波振動子７を作動させるためのスイッチである。
制御部４は、第１の超音波振動子６により受信された超音波を画像化する画像生成部４ａと、該画像生成部４ａにより生成された超音波画像の輝度値に基づいて、超音波治療材の集積の有無を判定する集積判定部４ｂと、該集積判定部４ｂによる判定結果に基づいて、第２の超音波振動子７を作動させるためのスイッチ操作を有効または無効とする超音波制御部４ｃとを備えている。
【００２４】
集積判定部４ｂは、画像生成部４ａにより生成された超音波画像の所定の領域内における輝度値の平均値が所定の閾値を超えた場合に、超音波治療材が集積したと判定するようになっている。
超音波制御部４ｃは、集積判定部４ｂにより超音波治療材が集積したという判定結果が出力されたときには、入力部３によるスイッチ操作を有効とし、集積していないという判定結果が出力されたときには、入力部３によるスイッチ操作を無効にするようになっている。なお、第１の超音波素子５を作動させるための入力部３によるスイッチ操作は常に有効に設定されている。
【００２５】
モニタ５は、画像生成部４ａにより生成された超音波画像を表示するとともに、集積判定部４ｂによる判定結果を表示するようになっている。
【００２６】
このように構成された本実施形態に係る超音波治療装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置１を用いて患部の治療を行うには、まず、図２に示されるように、超音波治療材を患者に投与しておく（ステップＳ１）。この時点で入力部３からの第２の超音波振動子７を作動させる入力は無効に設定されている（ステップＳ２）。
【００２７】
超音波治療材としては、例えば、内部にナノサイズ（数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ）の気泡を含有する液体であり、例えば、静脈注射によって患者の体内に投与される。このような超音波治療材は、投与後、時間経過とともにＥＰＲ効果によって血管新生が多く存在する腫瘍等の患部に集積する。
【００２８】
次いで、医師等の操作者は、挿入部２ａを患者の体腔内に挿入し、挿入部２ａの先端に配置されている第１の超音波振動子６および第２の超音波振動子７を患部に対向させて配置する。
そして、操作者は入力部３を操作して第１の超音波振動子６を作動させる（ステップＳ３）。これにより、第１の超音波振動子６によって診断用の超音波が射出され、患部において反射して戻ることにより受信されたエコーから画像生成部４ａにおいて超音波画像が生成される（ステップＳ４）。
【００２９】
また、画像生成部４ａにおいて生成された超音波画像は、集積判定部４ｂに送られる。そして、集積判定部４ｂにより、所定の領域の輝度の平均値が所定の閾値を超えているか否かが判定され（ステップＳ５）、判定結果および超音波画像がモニタ５に表示される（ステップＳ６）。集積していない場合にはステップＳ３からの工程が繰り返される（ステップＳ７）。
【００３０】
図３に、（ａ）超音波治療材が集積していない状態と、（ｂ）集積している状態の超音波画像をそれぞれ示す。図３（ｂ）に矢印で示されるように、超音波治療材が集積している部位は超音波画像の輝度が高くなる。
モニタ５に表示された超音波画像および判定結果（例えば、「輝度検出」の文字）を確認した操作者は入力部３を操作する。
【００３１】
集積判定部４ｂによる判定結果として、超音波治療材が患部に集積しているという判定がなされた場合には、制御部４内の超音波制御部４ｃにより、第２の超音波振動子７を作動させるスイッチ操作が有効に切り替えられる（ステップＳ７，Ｓ８）ので、操作者が入力部３を操作することにより、第２の超音波振動子７を作動させることができる。
【００３２】
これにより、第２の超音波振動子７から治療用の超音波が出力され（ステップＳ９）、超音波治療材のナノサイズの気泡が振動させられたり圧壊させられたりして、加熱促進やキャビテーション効果により、超音波治療材が集積している患部の治療を行うことができる。
この場合において、本実施形態に係る超音波治療装置１によれば、第２の超音波振動子７の作動に先立って、第１の超音波振動子６からの診断用の超音波によって超音波画像を取得し、超音波治療材が患部に集積しているか否かを判定し、判定結果をモニタ５に表示している。
【００３３】
したがって、モニタ５を見た操作者は、超音波治療材が患部に十分に集積している状態で、治療用の超音波を照射するように操作して、患部を効率的に治療することができる。また、超音波治療材が集積していない状態で治療用の超音波が照射されてしまう無駄を防止することができる。また、超音波治療材が正常部位に分布している状態で、強度の高い治療用の超音波が照射されてしまう不都合を防止することができ、正常部位の健全性を維持することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、集積判定部４ｂにより、超音波治療材が患部に集積していないという判定結果に基づいて、超音波制御部４ｃが、第２の超音波振動子７の操作を無効にしているので、操作者が誤って治療用の超音波を射出させようとしても、第２の超音波振動子７が作動せず、上記不都合の発生を未然に防止することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、超音波制御部４ｃは、入力部３によるスイッチ操作の有効または無効を切り替えることとしたが、これに代えて、集積判定部４ｂの判定結果に応じて、超音波制御部４ｃが第２の超音波振動子７を作動させることにしてもよい。すなわち、モニタ５に表示された超音波画像や判定結果を見た操作者が入力部３を介して第２の超音波振動子７を作動させるよう指令した場合に、超音波制御部４ｃは、超音波治療材が患部に集積しているという判定結果を待って第２の超音波振動子７を作動させることにしてもよい。
【００３６】
また、入力部３からの治療用の超音波を射出させる指令信号によることなく、超音波制御部４ｃが、集積判定部４ｂの判定結果に応じて自動的に第２の超音波振動子７を作動させることにしてもよい。この場合に、操作者は治療用の超音波の照射を終了させる操作を入力部３により行うことにしてもよい。そして、１回の超音波照射が終了した後の超音波画像における輝度値に基づいて操作者、あるいは超音波制御部４ｃが、治療用の超音波の照射条件を変更することにしてもよい。
【００３７】
また、本実施形態においては、第１の超音波振動子６と第２の超音波振動子７とを別個に設け、診断用の超音波と治療用の超音波とを別々に出力させることとしたが、これに代えて、両者を単一の超音波振動子によって切り替えて出力することにしてもよい。これにより、挿入部２ａの先端に配置される超音波振動子の設置スペースを低減して装置の小型化を図ることができる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る超音波治療装置１０について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置１０の説明において、上述した第１の実施形態に係る超音波治療装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施形態に係る超音波治療装置１０は、図４に示されるように、制御部１１が、画像生成部４ａにより生成された超音波画像に基づいて治療の進行状況を判定する治療判定部１１ａを備えている点において、第１の実施形態に係る超音波治療装置１と相違している。
治療判定部１１ａは、治療用の超音波が照射される前の超音波画像（照射前画像）を記憶し、治療用の超音波が照射されている間に生成された超音波画像（照射後画像）と照射前画像との差分を算出し、算出された差分の平均値が所定の閾値を超えた場合に治療が終了したと判定するようになっている。
【００４０】
このように構成された本実施形態に係る超音波治療装置１０の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置１０を用いて患部の治療を行う場合には、図５に示されるように、集積判定部４ａの作動により、超音波治療材の患部への集積の有無を判定し、スイッチ操作の有効および無効を切り替える（ステップＳ８）までは、第１の実施形態と同様である。集積判定部４ａにより超音波治療材が患部に集積したという判定がなされ、スイッチ操作が有効に切り替えられた場合（ステップＳ８）には、制御部１１は、画像生成部４ａにおいて生成された最新の超音波画像を照射前画像として記憶する（ステップＳ１０）。
【００４１】
その後、超音波制御部４ｃが、第２の超音波振動子７を作動させ、患部に対して治療用の超音波を照射する（ステップＳ９）。そして、治療用の超音波の照射後に、再度第１の超音波振動子６を作動させて、診断用の超音波を患部に照射させ（ステップＳ１１）、超音波画像（照射後画像）を生成する（ステップＳ１２）。
【００４２】
照射後画像が生成された場合には、その照射後画像と、記憶しておいた照射前画像との差分の平均値を演算し（ステップＳ１３）、差分の平均値が所定の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００４３】
図６に（ａ）照射前画像と（ｂ）照射後画像の一例をそれぞれ示す。図６（ａ）に矢印で示されるように、超音波治療材が集積している部位は超音波画像の輝度が高いが、治療用の超音波の照射後には、超音波治療材が拡散または変性などによりその状態が変化させられて、超音波画像の輝度は図６（ｂ）に示されるように低くなり、照射前画像と照射後画像との差分は大きくなる。
【００４４】
超音波制御部４ｃは、差分の平均値が閾値を超えた場合には、治療が終了したと判定し、第２の超音波振動子７の作動を停止させる（ステップＳ１５）。差分の平均値が所定の閾値を超えない場合には、ステップＳ１１からの工程を繰り返す。
【００４５】
このように、本実施形態に係る超音波治療装置１０によれば、治療の進行状況に応じて治療用の超音波の照射を調節するので、治療が終了した後にも治療用の超音波を患部に照射し続けてしまう不都合を防止することができる。
【００４６】
次に、本発明の第３の実施形態に係る超音波治療装置２０について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置２０は、図７に示されるように、診断用の超音波を射出し検出する第１の超音波振動子６に代えて、励起光を発生する光源２１と、蛍光を検出する光検出器２２と、該光検出器２２により検出された光から蛍光波長のみを透過させるフィルタ２３とを備えている。また、制御部２４の画像生成部２４ａとしては、超音波画像を生成することに代えて、蛍光画像を生成するものが設けられている。
【００４７】
すなわち、診断用の超音波を照射してエコーを検出することに代えて、光源２１から励起光を照射して、患部において発生する蛍光を光検出器２２により検出するようになっている。これにより、患部近傍の蛍光画像を生成することができる。
【００４８】
本実施形態に係る超音波治療装置２０を用いて患部を治療する場合の前提として、患者に投与する超音波治療材Ａとして、光学色素Ｂが標識されたものを使用する。また、図８に示されるように、治療対象となる患部に特異的に結合する抗体Ｃが標識されていることにしてもよい。
【００４９】
このように構成された本実施形態に係る超音波治療装置２０の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置２０を用いて患部の治療を行うには、まず、超音波治療材Ａを患者に投与しておく。
【００５０】
抗体Ｃおよび蛍光色素Ｂを標識した超音波治療材Ａは、図９に示されるように、患部に到達すると、インターナリゼーションによって患部の細胞表面から細胞内に取り込まれる。インターナリゼーションは、リガンドと結合したレセプタが細胞表面から細胞内に取り込まれる現象を意味している。
【００５１】
細胞内に移動したレセプタは、その後、リガンドが外されることにより再び細胞膜表面に現れる。レセプタはリサイクルされるため、細胞内に留まらない。一方で、細胞内に一旦取り込まれた蛍光色素Ｂを有する超音波治療材Ａはエンドソーム中に長時間留まる。複数のリガンド標識された超音波治療材Ａが存在する場合には、これらは次々と細胞内へと取り込まれ、時間の経過に伴って、エンドソーム中に凝縮されていく。
【００５２】
図１０に、シャーレ上での（ａ）培養前および（ｂ）培養６時間経過後の蛍光画像を示す。図１０（ｂ）によればインターナリゼーションによって、蛍光色素が凝集していることが分かる。
【００５３】
そして、さらに時間が経過すると、超音波治療材Ａは、生体の代謝作用によっていずれ細胞外および体外に排出される。
すなわち、抗体Ｃおよび蛍光色素Ｂを標識した超音波治療材Ａは、所定のＲＯＩにおける輝度パターンやサイズ、積算輝度値等によって、その凝縮レベルや排出レベルなどを数値化することができる。
【００５４】
インターナリゼーションの時間経過の一例を図１１に示す。これによれば、蛍光色素Ｂの蛍光強度が所定の閾値を超えた期間が、細胞内に取り込まれた蛍光色素Ｂを有する超音波治療材Ａがエンドソーム中に留まっている期間を示している。この期間に合わせて治療用の超音波を照射することにより、超音波治療材Ａを細胞内において圧壊や振動をさせることができる。
【００５５】
一般的に、細胞は外部からの刺激に対しては抵抗力を有するが、内部からの刺激に弱いという特性がある。すなわち、インターナリゼーションの時間経過に従って治療を開始することにより、腫瘍等の病変を有する細胞に対して内部から刺激を与えて細胞を死滅させ、高い治療効果を得ることができるという利点がある。もし、超音波治療材Ａが相変化型超音波造影剤であれば、エンドソーム中に留まっている期間に、治療用の超音波として相変化用の超音波を照射することで、細胞内部における「相変化」そのもので細胞を死滅させることができる。
【００５６】
また、図１２に示されるように、（ａ）治療用超音波の照射前、（ｂ）照射後の蛍光画像を比較すると、細胞溶解により内部の蛍光色素が早期に拡散するので、取得される蛍光画像から蛍光の輝度が消失していくことが分かる。これにより、治療の状況を確認することができるという利点もある。
【００５７】
そこで、本実施形態に係る超音波治療装置２０によれば、図１３に示されるように、励起光を照射して（ステップＳ２１）、超音波治療材Ａに修飾されている蛍光色素からの蛍光を検出して蛍光画像を生成する（ステップＳ２２）。これにより取得された蛍光画像の所定のＲＯＩにおける蛍光強度の平均値に基づいて、超音波治療材Ａの患部への集積を判定する（ステップＳ５〜Ｓ７）。
【００５８】
その後、超音波治療材Ａが患部に集積していると判定された場合には、第２の超音波振動子を作動させる操作を有効とし（ステップＳ８）、最新の蛍光画像（照射前画像）を記憶してから（ステップＳ２３）、治療用の超音波を照射する（ステップＳ９）。集積していない場合にはステップＳ２１からの工程を繰り返す。
【００５９】
治療用の超音波が患部に照射されたときには、その照射中または照射の合間において、光源２１から励起光を照射し（ステップＳ２４）、光検出器２２により検出された蛍光から蛍光画像（照射後画像）を生成する（ステップＳ２５）とともに、特定のＲＯＩにおける治療用超音波の照射前後の蛍光強度の平均値の差分を算出する（ステップＳ１３）。
【００６０】
差分が第１閾値以下の場合には、治療効果が得られていないので、ステップＳ９からの工程を繰り返す（ステップＳ２６）。差分が第１閾値を超えているが、第２閾値以下である場合には、治療効果が不十分であるので、超音波の強度を上げる等の照射条件を変更した後に（ステップＳ２８）、ステップＳ９からの工程を繰り返す（ステップＳ２７）。
【００６１】
差分が第２閾値を超えている場合には、蛍光強度が十分に低下しているので、細胞溶解によって蛍光色素が拡散したものと判断でき、治療を終了することができる（ステップＳ１５）。治療の終了は操作者が判定してもよいし、制御部が自動的に判定してもよい。
【００６２】
なお、上記実施形態においては、蛍光強度の平均値をモニタ５に提示または制御部２４が判断することとしたが、これに代えて、図１４に示されるように、画像生成部４ａにおいては、蛍光画像に加えて、フィルタ２３を通過させずに、光検出器２２により検出された全ての波長帯域の光からも画像を生成することにしてもよい。これにより、図１５に示されるように、（ａ）超音波治療材Ａの集積を示す特定波長の蛍光画像および（ｃ）全蛍光画像をモニタ５に表示することができる。なお、図１５（ｃ）の蛍光画像から図１５（ａ）の蛍光画像を減算することにより、図１５（ｂ）のような特定波長以外の蛍光画像を表示することもできる。
【００６３】
また、本実施形態においては、蛍光色素Ｂを超音波治療材Ａに標識したが、これに代えて、非接触で検出可能な他の標識、例えば、磁性体あるいは放射線源によって標識してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態においては、静脈注射等によって超音波治療材Ａを予め患者に投与することとして説明したが、これに代えて、図１６に示されるように、挿入部２ａの先端部に、超音波治療材を注入する穿刺針３０を出没可能にするチャネル（図示略）が設けられていてもよい。このようにすることで、チャネルを介して穿刺針３０を突出させることにより、超音波治療材を患部近傍に直接供給できる。
【００６５】
その結果、抗体が不要となって超音波治療材のコストを低減することができる。また、静脈注射による投与と比較して、投与からインターナリゼーションに至るまでの時間を短縮でき、治療時間の短縮を図ることができるという利点がある。
【００６６】
また、上記各実施形態においては、治療用の超音波の適正な照射タイミングを、診断用の超音波の検出あるいは蛍光の検出により測定することとしたが、これに代えて、図１７に示されるように、患者への超音波治療材の投与時刻からの経過時間を計時するタイマ３１と、動態ライブラリ３２とを備え、集積判定部４ｂが、タイマ３１により計時された経過時間と動態ライブラリ３２とに基づいて超音波治療材の集積を判定してもよい。
【００６７】
ここで、動態ライブラリ３２は、超音波治療材の、投与から排出までの体内における動態を示すタイミングデータであって、図１８に示されるように、各種癌細胞に対して種々のマーカ（標的分子）ごとに、または、種々の超音波治療材ごとに記憶されたものである。
【００６８】
入力部３から入力された癌細胞の種類あるいは超音波治療材の種類に応じて動態ライブラリ３２内に記憶されているタイミングデータが選択される。そして、タイマ３１により計時された超音波治療材の投与からの経過時間が、選択されたタイミングデータにおける集積時間帯にあたるときには、第２の超音波振動子７の操作を有効にし、それ以外の時間帯では無効にする。
【００６９】
このようにすることで、診断用の超音波や蛍光の検出を行うことなく、予め取得されているタイミングデータに基づいて、治療の開始時期を提示することができ、高効率に患部の治療を行うことができる。特に超音波治療材の集積を判定するためのセンサ類が不要となるので、超音波治療装置１のコストを低減することができるという利点がある。
【００７０】
なお、本発明においては超音波治療装置１，１０，２０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の態様を導くことができる。
（付記項１）
超音波治療材を患者に投与する投与ステップと、
超音波治療材の患部への集積を判定する判定ステップと、
該判定ステップにおける判定結果に基づいて治療用の超音波を患部に照射する照射ステップとを含む超音波治療方法。
【００７１】
（付記項２）
超音波治療材に起因する信号を検出する検出ステップを含み、
前記判定ステップが、前記検出ステップにおいて検出された信号に基づいて、前記超音波治療材の患部への集積を判定する付記項１に記載の超音波治療方法。
【００７２】
（付記項３）
前記判定ステップにおける判定結果を操作者に提示する提示ステップを含む付記項１または付記項２に記載の超音波治療方法。
【００７３】
（付記項４）
前記検出ステップが、治療用の超音波の照射前後に検出を行い、
該検出ステップにおいて検出された信号に基づいて治療の進行状況を判定する治療状況判定ステップを含む付記項２に記載の超音波治療方法。
【００７４】
（付記項５）
前記治療状況判定ステップにおける判定結果を操作者に提示する治療状況提示ステップを含む付記項４に記載の超音波治療方法。
【符号の説明】
【００７５】
Ａ  超音波治療材
１，１０，２０  超音波治療装置
２ａ  挿入部
４  制御部
４ａ  画像生成部
４ｂ  集積判定部
５  モニタ（判定結果提示部、表示部）
６  第１の超音波振動子（治療材検出部、診断用超音波照射部）
７  第２の超音波振動子（治療用超音波照射部）
１１ａ  治療判定部（記憶部、治療状況判定部）
２２  光検出器（治療材検出部）
３１  タイマ
３２  動態ライブラリ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図３】
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【図６】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１５】
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