(57)【要約】本発明は医療機器を提供する。医療機器は、対象内の標的部位を超音波処理する高密度焦点式超音波システムと、尿道カテーテルの光ファイバケーブルへ結合するよう構成され、温度感受性蛍光染料を励起する光源と、光ファイバケーブルへ結合するよう構成され、温度感受性蛍光染料によって発せられた蛍光発光を測定する光センサと、マシン実行可能な命令を記憶するメモリと、医療機器を制御するプロセッサとを有する。マシン実行可能な命令の実行は、プロセッサに、標的部位の超音波処理を記述する超音波処理プランを受け取らせ、光センサを用いて蛍光発光を測定させ、蛍光発光を用いて膀胱温度を計算させ、超音波処理プラン及び膀胱温度を用いて超音波処理コマンドを生成させる。超音波処理コマンドは、標的部位を超音波処理するよう高密度焦点式超音波システムを制御するように適応される。
2019530487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療機器であって、
対象内の標的部位を超音波処理する高密度焦点式超音波システムと、
尿道カテーテルの光ファイバケーブルへ結合するよう構成され、温度感受性蛍光染料を励起する光源と、
前記光ファイバケーブルへ結合するよう構成され、前記温度感受性蛍光染料によって発せられた蛍光発光を測定する光センサと、
蛍光染料容器と、
前記尿道カテーテルへ接続するよう構成され、前記蛍光染料容器へ更に接続され、前記蛍光染料容器から前記尿道カテーテルの遠位端へ吸い上げるよう構成されるポンプシステムと、
マシン実行可能な命令を記憶するメモリと、
当該医療機器を制御するプロセッサと
を有し、
前記マシン実行可能な命令の実行は、前記プロセッサに、
前記標的部位の超音波処理を記述する超音波処理プランを受け取らせ、
前記光センサを用いて前記蛍光発光を測定させ、
前記蛍光発光を用いて膀胱温度を計算させ、
前記超音波処理プラン及び前記膀胱温度を用いて超音波処理コマンドを生成させ、
前記超音波処理コマンドは、前記標的部位を超音波処理するよう前記高密度焦点式超音波システムを制御するように適応される、
医療機器。
【請求項２】
当該医療機器は、前記尿道カテーテルを有し、
前記光ファイバケーブルは、前記尿道カテーテルの遠位端から該尿道カテーテルの長さに沿って延在し、
前記光ファイバケーブルは、前記光源へ接続され、
前記光ファイバケーブルは、前記光センサへ更に接続され、
前記光源は、前記光ファイバケーブルを用いて前記尿道カテーテルの前記遠位端を照明するよう構成される、
請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記マシン実行可能な命令の実行は更に、前記プロセッサに、
前記蛍光発光が所定の閾値を下回る大きさを有している場合に、前記蛍光染料容器の中身を前記尿道カテーテルの遠位端へ吸い上げるよう前記ポンプシステムを制御させる、
請求項１又は２に記載の医療機器。
【請求項４】
前記蛍光染料容器は、前記温度感受性蛍光染料及び散乱物質を含む、
請求項３に記載の医療機器。
【請求項５】
前記散乱物質は、二酸化チタン粒子、超音波造影媒質、脂肪液滴、乳液滴、大豆液滴、イントラリピド液滴、ラテックス粒子、及びそれらの組み合わせの中のいずれか１つを有する、
請求項４に記載の医療機器。
【請求項６】
前記蛍光染料は、フルオレセイン、フルオレセインＩ、フルオレセインナトリウム、インドシアニングリーン、フォトフリン、及び５−アミノレブリン酸の中のいずれか１つである、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項７】
前記超音波処理コマンドは更に、前記超音波処理のための開始温度として前記膀胱温度を使用することによって計算される、
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項８】
前記超音波処理プランは、指定の温熱量を有し、
前記超音波処理コマンドは、前記開始温度を用いて前記指定の温熱量を前記標的部位へ供給するよう計算される、
請求項７に記載の医療機器。
【請求項９】
前記マシン実行可能な命令の実行は更に、前記プロセッサに、
前記超音波処理コマンドを用いて前記高密度焦点式超音波システムを制御させる、
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１０】
前記マシン実行可能な命令の実行は更に、前記プロセッサに、
前記高密度焦点式超音波システムの制御中に前記膀胱温度を繰り返し計算させ、
前記高密度焦点式超音波システムの制御中に前記膀胱温度を用いて前記超音波処理コマンドを繰り返し修正させる、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１１】
前記超音波処理コマンドは、複数回の超音波処理を指定し、
前記膀胱温度の測定及び前記超音波処理コマンドの生成は、前記複数回の超音波処理の夫々について少なくとも１回繰り返される、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１２】
前記高密度焦点式超音波システムは、調整可能な焦点を有し、
当該医療機器は、医療撮像システムを更に有し、
前記マシン実行可能な命令の実行は更に、前記プロセッサに、撮像ゾーンから医療画像を取得させ、
前記撮像ゾーンは、前記標的部位を含み、
前記超音波処理コマンドは、前記調整可能な焦点の位置を制御するように適応される、
請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１３】
医療機器を制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能な命令を有するコンピュータプログラムであって、前記医療機器は、対象内の標的部位を超音波処理する高密度焦点式超音波システムと、尿道カテーテルの光ファイバケーブルへ結合するよう構成され、温度感受性蛍光染料を励起する光源と、前記光ファイバケーブルへ結合するよう構成され、前記温度感受性蛍光染料によって発せられた蛍光発光を測定する光センサと、蛍光染料容器と、前記尿道カテーテルへ接続するよう構成され、前記蛍光染料容器へ更に接続され、前記蛍光染料容器から前記尿道カテーテルの遠位端へ吸い上げるよう構成されるポンプシステムとを有する、前記コンピュータプログラムにおいて、
前記マシン実行可能な命令の実行は、前記プロセッサに、
前記標的部位の超音波処理を記述する超音波処理プランを受け取らせ、
前記光センサを用いて前記蛍光発光を測定させ、
前記蛍光発光を用いて膀胱温度を計算させ、
前記超音波処理プラン及び前記膀胱温度を用いて超音波処理コマンドを生成させ、
前記超音波処理コマンドは、前記標的部位を超音波処理するよう前記高密度焦点式超音波システムを制御するように適応される、
コンピュータプログラム。
【請求項１４】
医療機器の作動方法であって、前記医療機器は、
対象内の標的部位を超音波処理する高密度焦点式超音波システムと、
尿道カテーテルの光ファイバケーブルへ結合するよう構成され、温度感受性蛍光染料を励起する光源と、
前記光ファイバケーブルへ結合するよう構成され、前記温度感受性蛍光染料によって発せられた蛍光発光を測定する光センサと、
蛍光染料容器と、
前記尿道カテーテルへ接続するよう構成され、前記蛍光染料容器へ更に接続され、前記蛍光染料容器から前記尿道カテーテルの遠位端へ吸い上げるよう構成されるポンプシステムと
を有する、方法において、
前記標的部位の超音波処理を記述する超音波処理プランを受け取ることと、
前記光センサにより前記蛍光発光を測定することと、
前記蛍光発光を用いて膀胱温度を計算することと、
前記超音波処理プラン及び前記膀胱温度を用いて超音波処理コマンドを生成することと
を有し、
前記超音波処理コマンドは、前記標的部位を超音波処理するよう前記高密度焦点式超音波システムを制御するように適応される、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度焦点式超音波治療法に、特に、超音波処理の前及び／又はその間の体温の測定に関係がある。
【背景技術】
【０００２】
焦点式超音波トランスデューサからの超音波は、体内の部位を選択的に治療するために使用可能である。超音波は、高エネルギの機械振動として伝えられる。そのような振動は、それらが減衰されるにつれて組織加熱を引き起こすとともに、キャビテーションを生じさせ得る。組織加熱及びキャビテーションは両方とも、臨床の場で組織を破壊するために使用可能である。なお、超音波による組織加熱は、キャビテーションよりも制御するのが容易である。超音波治療は、組織を焼灼するために、且つ、ガン細胞の部位を選択的に死滅させるために使用可能である。この技術は、子宮筋腫の治療に適用されており、子宮摘出の必要性を減らしてきた。
【０００３】
組織を選択的に治療するよう、焦点式超音波トランスデューサは、特定の治療又は標的ボリュームに超音波を当てるために使用可能である。トランスデューサは、通常、超音波を伝えることができる、油又は脱気水のような媒質内に取り付けられる。アクチュエータは、その場合に、超音波トランスデューサのポジションを調整し、それによって、治療されている組織範囲を調整するために使用される。磁気共鳴撮像による超音波治療の誘導が知られている。
【０００４】
米国特許第８２３３９５７（Ｂ２）号（特許文献１）には、カテーテル用のセンサモジュールであって、バイオフィルムの特性を検出するよう構成されたバイオフィルム検出部と、検出の結果を示す出力信号を供給する電気回路とを有するセンサモジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８２３３９５７（Ｂ２）号
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、独立請求項において、医療機器、コンピュータプログラム製品及び方法を提供する。実施形態は、従属請求項において与えられる。
【０００７】
高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ；High  Intensity  Focused  Ultrasound）による超音波処理の前に、超音波処理を実行するための立案プロセスの部分として、体温が測定され得る。例えば、体温は、超音波処理中に絶対温度をユーザに示すベースラインとして使用される。ＨＩＦＵ超音波処理中に、対象の部分は、それらの温度が特定の期間中に設定温度まで標的ゾーン内で上昇している。体温がどのようであるかを知ることは、この立案において有用であり得る。
【０００８】
臨床の場において、体温の測定は、通常、耳の温度を測定することによって行われる。これは、いくつかの問題を生じさせることがある。第１に、超音波処理が腹部又は耳から離れた他の部位に対して行われる場合に、これは、身体の中核温の誤った推定をもたらす可能性がある。他の問題は、超音波処理の過程において、体温が通常は変化し、それが必ずしも患者の超音波処理に起因しないことである。患者は、超音波処理のために部分的に衣服を脱ぐことがあり、このことは、時間にわたって、体温の変化を生じさせ得る。また、超音波処理中のよく持ち上がる不平は、対象が冷たくなることである。ブランケットが時々対象に提供されることがあり、このことも体温のドリフトを引き起こし得る。
【０００９】
実施形態は、場合により、ＨＩＦＵに対応する体温測定の改善された方法を提供し得る。温度感受性蛍光染料が、対象の膀胱内に注入され得る。温度感受性蛍光染料は、温度の変化に応答して光周波数、励起状態寿命及び／又は蛍光発光が測定できるほどに異なる染料である。光ファイバケーブルを備えた尿道カテーテルが、膀胱内で温度感受性蛍光染料を励起させるために使用可能である。光ファイバケーブルへ結合される光センサ又はスペクトロメータは、その場合に、スペクトログラフ又は光度を蛍光発光の特定の波長で測定されるようにするために使用可能である。測定結果は、膀胱内の温度を計算するために使用可能である。これは、膀胱内の流体の温度を測定する正確な手段を提供し得る。この膀胱温度は、身体の中核温の極めて正確な測定である。
【００１０】
この技術はまた、膀胱に近い超音波処理にとって、又は超音波が膀胱を通って伝わる場合に、有用であることができる。例えば、前立腺又は子宮筋腫が超音波処理されている場合に、膀胱の測定温度は、意図された超音波処理対象の温度とほぼ同じになる。
【００１１】
膀胱内で蛍光発光を測定することは、いくつかの利点を提供し得る。第１に、膀胱内の流体は、直ちに熱平衡に達することになる。膀胱の一部が（散乱された）超音波にさらされる場合に、散乱された超音波は、第１に、熱平衡に達する上記の傾向のために、尿温度に対してほんのわずかな影響しか有さない。第２に、カテーテルは、膀胱の一部から光を集めるので、温度が測定される場合に空間平均効果が存在する。第３に、超音波は、超音波エネルギのその低い吸収により、ほんの少ししか尿を加熱しない。
【００１２】
温度測定の有効性は、粒子から成る散乱媒質を膀胱内の流体に加えることによっても高められ得る。これは、温度感受性蛍光染料の照射中に光を拡散させ、全体の信号を増大させるのを助け得る。散乱媒質はまた、光ファイバケーブル内への温度感受性蛍光染料によって発せられた蛍光発光の結合を増大させるのに役立ち得る。散乱媒質は、従って、膀胱内の流体の温度測定の空間平均化を増大させるという利点を有し得る。
【００１３】
１つの態様において、本発明は、対象内の標的部位を超音波処理する高密度焦点式超音波システムを有する医療機器を提供する。医療機器は、温度感受性蛍光染料を励起する光源を更に有する。光源は、尿道カテーテルの光ファイバケーブルへ結合するよう構成される。医療機器は、温度感受性蛍光染料によって発せられた蛍光発光を測定する光センサ（一例では、スペクトロメータであってよい。）を更に有する。光センサがスペクトロメータである場合に、蛍光発光は蛍光スペクトルであってよい。
【００１４】
光センサとの言及はまた、モノクロメータ又はスペクトロメータのような様々な機器を指してよく、且つ、“蛍光発光”との言及は、１つ以上の波長範囲内の測定された蛍光発光又は光の全体の強さのような、測定された蛍光発光データを指してよいことが、ここでは理解される。“蛍光発光”との言及はまた、スペクトロメータによって測定された蛍光スペクトル又はモノクロメータによって測定された光の帯域を指してよい。
【００１５】
光センサ又はスペクトロメータは、光ファイバケーブルへ結合するよう構成される。医療機器は、マシン実行可能な命令を記憶するメモリを更に有する。医療機器は、医療機器を制御するプロセッサを更に有する。マシン実行可能な命令の実行は、プロセッサに、標的部位の超音波処理を記述する超音波処理プランを受け取らせる。
【００１６】
マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、光センサを用いて蛍光発光を測定させる。いくつかの例において、光源は常にアクティブであってよい。この場合に、プロセッサが光源を制御する必要はなくなる。他の例では、光源は、蛍光発光が測定される少し前にアクティブにされる。この場合に、プロセッサは光源を制御することになり得る。しかし、これは必須ではない。マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、蛍光スペクトル又は強度を用いて膀胱温度を計算させる。温度感受性蛍光染料の蛍光発光は、温度に応じて周波数シフト又は異なった発光強度を有し得る。スペクトロメータのような光センサにより蛍光発光又は強度を測定することによって、この周波数シフト及び／又は発光変化は測定可能であり、それによって、膀胱温度は計算又は推定可能である。マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、超音波処理プラン及び膀胱温度を用いて超音波処理コマンドを生成させる。超音波コマンドは、標的部位を超音波処理するよう高密度焦点式超音波システムを制御するように適応される。
【００１７】
超音波処理が高密度焦点式超音波システムを用いて実行される場合に、中核体温は、通常、超音波処理コマンドを生成するために供給される。これは、例えば、耳の温度の測定を用いて測定され得る。同じ技術は、この例において超音波コマンドを生成するために使用され得る。しかし、膀胱温度を使用する方が正確であり得る。膀胱は、身体の中核内にある。これは、身体の中核温のより正確な測定を提供し得る。膀胱の周辺近くの超音波処理の場合に、膀胱温度を使用することは、それが超音波処理されるべきである対象の部位をより代表し得るので、一層良い。
【００１８】
膀胱温度を測定することは、尿のような流体又は膀胱に加えられている物質により膀胱が満たされている場合に、膀胱が妥当な熱慣性を有し得るので、更に有利であり得る。例えば、膀胱の周辺にある部位が超音波処理されている場合に、膀胱の一部はその超音波処理によって加熱されることがある。これは、しかしながら、水の高い熱伝導率のために、膀胱内の流体の全体的な温度に作用しない。従って、対象の身体の中核又は基礎体温を決定するために、膀胱近くを超音波処理する場合に、その他の身体部位と対照的に、膀胱温度を測定することは有利であり得る。他の利点は、尿による超音波エネルギの吸収は水と一致しており、身体組織と比較して低いことである。
【００１９】
様々な例において、光ファイバケーブルは、１つ以上の光ファイバを有してよい。例えば、単一の光ファイバが使用されてよく、光源及びスペクトルメータ又は光線は両方ともがそれに結合されてよい。蛍光発光の放射が光源の周波数から十分に離れている場合に、単一の光ファイバは使用可能である。他の例では、２つの別個の光ファイバがあってよい。例えば、一方の光ファイバは光源へ接続され、他方の光ファイバは光センサ又はスペクトロメータへ接続される。
【００２０】
いくつかの例において、光源は、連続的にオンである。他の例では、マシン実行可能な命令は、プロセッサに、蛍光発光が測定される前に尿道カテーテルの遠位端を照明するよう光源を制御させてよい。
【００２１】
他の実施形態では、標的ゾーンは、膀胱から対象内で所定距離内にある。
【００２２】
他の実施形態では、カテーテルの遠位端は、光ファイバケーブルへ結合される１つ以上の光学素子を有してよい。例えば、光が膀胱のより広い範囲に拡散されることを可能にするレンズがあってよい。また、光センサ又はスペクトロメータによる更なる光の捕捉を可能にするレンズがあってよい。また、光の特定の部分を除くのを助ける偏光フィルタがあってよい。光ファイバケーブル内に２つのファイバがある場合に、光センサに接続された光ファイバは、光源からの光を濾すフィルタを有してよい。
【００２３】
他の実施形態では、医療機器は尿道カテーテルを有する。光ファイバは、尿道カテーテルの遠位端から尿道カテーテルの長さに沿って延在する。光ファイバケーブルは、例えば、尿道カテーテル内に組み込まれてよい。光ファイバケーブルは光源へ結合される。光ファイバケーブルは、スペクトロメータ又は光センサへ更に結合される。光源は、光ファイバケーブルを用いて尿道カテーテルの遠位端を照明するよう構成される。
【００２４】
他の実施形態では、医療撮像システムは、蛍光染料容器を更に有する。医療撮像システムは、尿道カテーテルへ接続されたポンプシステムを更に有する。ポンプシステムは、蛍光混合物へ更に接続されている。ポンプシステムは、蛍光染料容器から尿道カテーテルの遠位端へ吸い上げるよう構成される。この実施形態は、蛍光染料及び／又は散乱剤を対象の膀胱に有効に加える手段を提供し得るので、有利であり得る。ポンプシステムは、例えば、手動制御されるか、又は自動制御され得るかのいずれかである。
【００２５】
ポンプシステムは、種々の構成で様々に機能し得る。一例において、カテーテルはメインチューブを有する。一例において、カテーテルはメインチューブしか有さない。メインチューブは、対象の膀胱から尿を取り除くために使用されてよく、それはまた、蛍光染料容器の中身をポンプで対象の膀胱内に戻すために使用されてよい。ポンプは、代替的に、物質を除去し、それを廃棄物容器に注ぎ込み、そして、蛍光染料容器から膀胱内に物質を充てんし直し得る。
【００２６】
他の例では、尿道カテーテルは、膀胱の尿又は他の中身を廃棄物容器へ移動させるメインチューブと、物質を蛍光染料容器から膀胱内に吸い上げる補助チューブとを有する。尿道カテーテルにおいてメインチューブ及び補助チューブを有することは、温度感受性蛍光染料及び散乱媒質を膀胱内で継続的に混合する手段をこれが更に提供し得るので、有利であり得る。例えば、ポンプシステムは、メインチューブを用いて物質を取り除き、低いが一定の速度で補助チューブを用いて物質を注ぎ込んで、膀胱の中身が継続的に混合されるようにするよう構成され得る。これはまた、対象の膀胱内での温度感受性蛍光染料及び何らかの散乱剤の濃度の制御を可能にし得る。
【００２７】
他の実施形態では、マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、蛍光発光又は蛍光スペクトルが所定の閾値を下回る大きさを有する場合に蛍光染料容器の中身を尿道カテーテルの遠位端へ吸い上げるようポンプシステムを制御させる。膀胱内の温度は、温度感受性蛍光染料の温度シフト又は強度変化を測定することによって、測定され得る。しかし、信号が低すぎる場合には、測定は質が悪くなり得る。プロセッサは、スペクトロメータ又は光センサから伝来する信号の大きさ又は強さを見るようプログラムされ得る。蛍光発光又は蛍光スペクトルが所定の閾値を下回る大きさを有する場合には、更なる温度感受性蛍光染料が自動的に対象の膀胱に加えられ得る。流体を加えることは、膀胱のボリュームを増大させるためにも使用されてよい。
【００２８】
他の実施形態では、蛍光染料容器は、温度感受性蛍光染料を含む。
【００２９】
他の実施形態では、蛍光染料容器は、散乱物質を含む。
【００３０】
他の実施形態では、蛍光染料容器は、温度感受性蛍光染料及び散乱物質を含む。
【００３１】
他の実施形態では、散乱物質は、次のもの：二酸化チタン（titanium  dioxide）粒子、超音波造影（ultrasound  contrast）媒質、脂肪液滴（lipid  droplets）、乳液滴（milk  droplets）、大豆液滴（soya  droplets）、イントラリピド液滴（intralipid  droplets）、ラテックス（latex）粒子、及びそれらの組み合わせの中のいずれか１つを有する。散乱物質は、実際的に、光源によって生成された光及び／又は温度感受性蛍光染料によって発せられた蛍光スペクトルを散乱させるために使用され得る如何なる物質であってもよい。対象の膀胱において散乱物質を置くことは、光源及びスペクトルメータ又は光センサを膀胱により良く結合することにとって有用であり得る。それは、より多くの量の発せられた蛍光発光又は蛍光スペクトルの収集を可能にし得る。
【００３２】
超音波造影媒質は、例えば、約１ｇ毎リットル（おおよそ０．０３ｇから０．５ｇ毎リットル）の濃度で使用されてよい。
【００３３】
二酸化チタン粒子は、いくつかの例では、約２５０ｎｍ（約１００から５００ｎｍ）の直径を有してよい。それらはまた、膀胱における流体の中で約０．１ｇ毎リットル（約０．０３ｇから０，５ｇ毎リットル）の濃度で使用されてよい。
【００３４】
ラテックス粒子は、一例において、約１０μｍ（約３μｍから５０μｍ）の直径を有してよい。ラテックス粒子は、例えば、約１ｇ毎リットル（約０．３ｇから５ｇ毎リットル）の濃度で使用されてよい。
【００３５】
一例において、脂肪液滴（乳、大豆、イントラリピド）は、おおよそ５０ｎｍから１０μｍの直径又は異なる直径の混合を有する。それらの液滴は、１〜２０容量％の濃度で使用され得る。
【００３６】
グリセリンは、一例において、約１０容積％（１〜５０容量％の範囲をとることができる。）の濃度で使用され得る。
【００３７】
他の例では、温度感受性蛍光染料は、次のもの：フルオレセイン（Fluorescein）、フルオレセイン１、フルオレセインナトリウム（Fluorescein  Sodium）、インドシアニングリーン（Indocyanine  green）、フォトフリン（Photofrin）、５−アミノレブリン酸（5-aminolevulinic  acid；ＡＬＡ）及びメチレンブルー（methylene  blue）の中のいずれか１つである。
【００３８】
フルオレセインナトリウムは、約４８０ｎｍの励起を有している。放射スペクトルは約５２５ｎｍに中心があるが、これは温度によりわずかに変化する。フルオレセインナトリウムの様々な濃度が使用されてよい。血管造影のために使用される場合に、通常は、５００ｍｇが、血液量が６リットルである成人に注入される。これは、８３ｍｇ毎リットルの濃度をもたらす。これは、染料の８０％が通常は血液中の血漿タンパクと結合することになるので、相当に高い濃度である。膀胱において使用される場合に、フルオレセインは、大幅により低い濃度で使用されてよい。例えば、膀胱内の流体の約５〜２０ｍｇ毎リットル（流体のおおよそ１から５０ｍｇ毎リットル）の濃度が有効に働き得る。フルオレセインは、蛍光トレーサとして使用され、眼科で適用される医療であり、温度に依存した周波数シフトを有している。
【００３９】
インドシアニングリーン（ＩＣＧ）は、血管造影及び眼科においてトレーサとして使用され、血漿タンパクと強く結合し、水性フォトを示し、熱的に不安定である。
【００４０】
フォトフリンは、光線力学療法のために使用される。それは、温度に依存した量子収量を有している。それは、温度に応じて高いｐＨ値でのスライド周波数シフトを有する。
【００４１】
５−アミノレブリン酸（ＡＬＡ）は、光線力学療法のために使用され、温度に応じて蛍光発光が増大する。ＡＬＡが使用される場合には、膀胱は、場合により、ＡＬＡの既知の濃度を含む溶液で連続的に満たされ、そして空にされてよく、それにより、蛍光スペクトルの強さは較正される。
【００４２】
他の実施形態では、超音波処理コマンドは更に、超音波処理のための開始温度として膀胱温度を使用することによって、計算される。上述されたように、超音波処理を行う場合に、通常は、医師又は医療技術者は、耳から中核体温を測定する。これは、次いで、超音波処理コマンドを計算する演算において使用される。耳の温度は不正確である可能性があり、また、検査中に、対象の中核体温は上昇することがある。通常、超音波処理が行われる場合に、患者又は対象は不快になることがある。超音波処理の過程において、これは、個々の超音波処理について対象の中核温又は開始温度の変化を生じさせることになる。超音波処理の過程を通して膀胱温度を測定することは、対象のより正確な超音波処理を提供し得る。
【００４３】
他の実施形態では、超音波処理プランは、指定の温熱量を有する。超音波処理コマンドは、開始温度を用いて指定の温熱量を標的部位へ供給するよう計算される。開始温度又は中核体温として膀胱温度を使用することは、超音波処理コマンドを計算する場合に、温熱量のより正確な計算又は温熱量の予測を可能にし得る。
【００４４】
他の実施形態では、マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、超音波処理コマンドを用いて高密度焦点式超音波システムを制御させる。
【００４５】
他の実施形態では、マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、高密度焦点式超音波システムの制御中に膀胱温度を繰り返し計算させる。マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、高密度焦点式超音波システムの制御中に膀胱温度を用いて超音波処理コマンドを繰り返し修正させる。この実施形態は、膀胱温度の測定が対象の超音波処理中に閉制御ループを形成するので、有益であり得る。
【００４６】
他の実施形態では、超音波処理コマンドは、複数回の超音波処理を指定する。膀胱温度の測定及び超音波処理コマンドの生成は、複数回の超音波処理の夫々について少なくとも１回繰り返される。繰り返し膀胱温度を測定し、これを中核体温又は初期温度として使用することは、より正確な超音波処理が行われることを可能にし得る。
【００４７】
他の実施形態では、高密度焦点式超音波システムは、調整可能な焦点を有する。医療機器は、医療撮像システムを更に有する。マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、撮像ゾーンから医療画像を取得させる。撮像ゾーンは標的部位を含む。超音波処理コマンドは、調整可能な焦点の位置を制御するように適応される。超音波処理を誘導するために医療撮像システムを使用することが有益であり得る。様々な例において、医療撮像システムは、例えば、磁気共鳴撮像システム、診断用超音波システム、又は放射線撮像システム（例えば、ＣＴ、すなわち、コンピュータ断層撮影システム）であってよい。磁気共鳴撮像システムの使用は、磁気共鳴撮像システムが、例えば、磁気共鳴体温測定法（thermometry）を実行し、対象に供給された温熱量を測定するために使用され得るので、有益であり得る。また、膀胱温度も、磁気共鳴体温測定法を使用した温度測定を較正するために使用されてよい。
【００４８】
他の態様において、本発明は、医療機器を制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能な命令を有するコンピュータプログラム製品を提供する。医療機器は、対象内の標的部位を超音波処理する高密度焦点式超音波システムを有する。医療機器は、温度感受性蛍光染料を励起する光源を更に有する。光源は、尿道カテーテルの光ファイバケーブルへ結合するよう構成される。医療機器は、温度感受性蛍光染料によって発せられた蛍光発光又は蛍光スペクトルを測定する光センサ又はスペクトロメータを更に有する。光センサ又はスペクトロメータは、光ファイバケーブルへ結合するよう構成される。
【００４９】
マシン実行可能な命令の実行は、プロセッサに、標的部位の超音波処理を記述する超音波処理プランを受け取らせる。マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、光センサ又はスペクトロメータを用いて蛍光発光又は蛍光スペクトルを測定させる。マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、蛍光発光を用いて膀胱温度を計算させる。マシン実行可能な命令の実行は更に、プロセッサに、超音波処理プラン及び膀胱温度を用いて超音波処理コマンドを生成させる。超音波処理コマンドは、標的部位を超音波処理するよう高密度焦点式超音波システムを制御するように適応される。
【００５０】
他の実施形態は、医療機器は、尿道カテーテルを更に有する。
【００５１】
他の実施形態では、本発明は、医療機器の作動方法を提供する。医療機器は、対象内の標的部位を超音波処理する高密度焦点式超音波システムを有する。医療機器は、温度感受性蛍光染料を励起する光源を更に有する。光源は、尿道カテーテルの光ファイバケーブルへ結合するよう構成される。医療機器は、温度感受性蛍光染料によって発せられた蛍光発光又は蛍光スペクトルを測定する光センサ又はスペクトロメータを更に有する。光センサ又はスペクトルメータは、光ファイバケーブルへ結合するよう構成される。
【００５２】
方法は、標的部位の超音波処理を記述する超音波処理プランを受け取ることを有する。方法は、光センサ又はスペクトロメータにより蛍光発光又は蛍光スペクトルを測定することを更に有する。方法は、蛍光発光を用いて膀胱温度を計算することを更に有する。方法は、超音波処理プラン及び膀胱温度を用いて超音波処理コマンドを生成することを更に有する。超音波処理コマンドは、標的部位を超音波処理するよう高密度焦点式超音波システムを制御するように適応される。
【００５３】
他の実施形態では、医療機器は、尿道カテーテルを更に有する。
【００５４】
いくつかの例において、膀胱は既に、蛍光染料及び任意に散乱物質で満たされていてよい。これは、手動で行われ得る。他の実施形態では、ポンプシステムが、蛍光染料及び任意に散乱物質を対象の膀胱内に注ぎ込むために使用されてよい。
【００５５】
本発明の上記の実施形態のうちの１つ以上は、組み合わされた実施形態が相互排他的でない限りは組み合わされてよいことが理解される。
【００５６】
当業者に明らかなように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラム製品として具現化されてよい。然るに、本発明の態様は、全体としてハードウェアの実施形態、全体としてソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、などを含む。）、又はソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形をとることができるが、それらは全て、一般に、“回路”、“モジュール”又は“システム”とここでは称され得る。更に、本発明の態様は、コンピュータ実行可能コードが具現化されている１つ以上のコンピュータ可読媒体において具現化されているコンピュータプログラム製品の形をとることができる。
【００５７】
１つ以上のコンピュータ可読媒体の如何なる組み合わせも利用されてよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ読み取り可能な信号媒体又はコンピュータ読み出し可能な記憶媒体であってよい。ここで使用される‘コンピュータ読み出し可能な記憶媒体’は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能である命令を記憶し得る如何なる有形な記憶媒体も含む。コンピュータ読み出し可能な記憶媒体は、コンピュータ読み出し可能な非一時的な記憶媒体と呼ばれることがある。コンピュータ読み出し可能な記憶媒体はまた、有形なコンピュータ可読媒体とも呼ばれることがある。いくつかの実施形態において、コンピュータ読み出し可能な記憶媒体は、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされ得るデータを記憶することもできる。コンピュータ読み出し可能な記憶媒体の例には、制限なしに、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、固体状態ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、光学磁気ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルがある。光ディスクの例には、コンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクがある。コンピュータ読み出し可能な記憶媒体との語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされ得る様々なタイプの記録媒体も指す。例えば、データは、モデムを介して、インターネットを介して、又はローカルエリアネットワークを介して取り出されてよい。コンピュータ可読媒体において具現化されるコンピュータ実行可能コードは、制限なしに、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、又はそれらのあらゆる適切な組み合わせを含む如何なる適切な媒体を用いても送信されてよい。
【００５８】
コンピュータ読み取り可能な信号媒体は、例えば、ベースバンドにおいて、又は搬送波の部分として、コンピュータ実行可能コードが具現化されている伝播データ信号を含んでよい。そのような伝播信号は、制限なしに、電磁気、光、又はそれらのあらゆる適切な組み合わせを含む様々な形態のいずれかをとり得る。コンピュータ読み取り可能な信号媒体は、コンピュータ読み出し可能な記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はそれに関連して使用されるプログラムを通信、伝播、又は転送することができる如何なるコンピュータ可読媒体であってもよい。
【００５９】
‘コンピュータメモリ’又は‘メモリ’は、コンピュータ読み出し可能な記憶媒体の例である。コンピュータメモリは、プロセッサが直接アクセスすることができる如何なるメモリでもある。“コンピュータストレージ”又は‘ストレージ’は、コンピュータ読み出し可能な記憶媒体の更なる例である。コンピュータストレージは、如何なる揮発性又は不揮発性のコンピュータ読み出し可能な記憶媒体であってもよい。
【００６０】
ここで使用される‘プロセッサ’は、プログラム又はマシン実行可能な命令又はコンピュータ実行可能コードを実行することができる電子的構成要素を含む。“プロセッサ”を含むコンピューティングデバイスへの言及は、１つよりも多いプロセッサ又はプロセッシングコアを場合により含むと解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサであってよい。プロセッサは、単一のコンピュータシステム内にあるか又は複数のコンピュータシステムの間で分散されているプロセッサの集合も指し得る。コンピューティングデバイスとの語はまた、１つ又は複数のプロセッサを夫々が有するコンピューティングデバイスの集合又はネットワークを場合により指すと解釈されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同じコンピューティングデバイス内にあり得るか、又は複数のコンピュータシステムの間で分散され得る複数のプロセッサによって実行されてよい。
【００６１】
コンピュータ実行可能コードは、本発明の態様をプロセッサに実行させるマシン実行可能な命令又はプログラムを有してよい。本発明の態様のための動作を実行するコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのようなオブジェクト指向のプログラミング言語、及びＣプログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続き型プログラミング言語を含む１つ以上のプログラミング言語の如何なる組み合わせでも記述され、マシン実行可能な命令にコンパイルされてよい。いくつかの事例において、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形又は事前にコンパイルされた形をとり、そして、マシン実行可能な命令をオンザフライで生成するインタプリタとともに使用されてよい。
【００６２】
コンピュータ実行可能コードは、全体としてユーザのコンピュータで、部分的にユーザのコンピュータで、スタンドアローンのソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザコンピュータで且つ部分的に遠隔のコンピュータで、あるいは、全体として遠隔のコンピュータ若しくはサーバで実行してよい。後者のシナリオでは、遠隔のコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む如何なるタイプのネットワークも介してユーザのコンピュータへ接続されてよく、あるいは、接続は、外部コンピュータに対して（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを通じて）形成されてよい。
【００６３】
本発明の態様は、本発明の実施形態に従う方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート、実例及び／又はブロック図を参照して記載される。フローチャート、実例、及び／又はブロック図の各ブロック又はブロックの一部は、適用可能である場合にコンピュータ実行可能コードの形でコンピュータプログラム命令によって実装可能であることが理解される。更には、相互排他的でない場合に、異なるフローチャート、例示、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わされてよいことが理解される。それらのコンピュータプログラム命令は、マシンを生成するよう汎用のコンピュータ、特別目的のコンピュータ、又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサへ供給されてよく、それにより、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令は、フローチャート及び／又はブロック図の１つ以上のブロックで特定されている機能／機能を実装する手段を生じさせる。
【００６４】
それらのコンピュータプログラム命令はまた、特定の様態で機能するようコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、又は他のデバイスに指示することができるコンピュータ可読媒体に記憶されてよく、それにより、コンピュータ可読媒体に記憶されている命令は、フローチャート及び／又はブロック図の１つ以上のブロックで特定されている機能／機能を実装する命令を含む製品をもたらす。
【００６５】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ実装プロセスを生じさせるよう一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置又は他のデバイスで実行されるようにコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置又は他のデバイスにロードされてよく、それにより、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置で実行される命令は、フローチャート及び／又はブロック図の１つ以上のブロックで特定されている機能／機能を実装するプロセスを提供する。
【００６６】
ここで使用される‘ユーザインターフェイス’は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムと相互作用することを可能にするインターフェイスである。‘ユーザインターフェイス’は‘ヒューマンインターフェイスデバイス’とも呼ばれることがある。ユーザインターフェイスは、オペレータへ情報若しくはデータを供給し、及び／又はオペレータから情報若しくはデータを受け取ってよい。ユーザインターフェイスは、オペレータからの入力がコンピュータによって受け取られることを可能にしてよく、且つ、コンピュータからユーザへ出力を供給してよい。すなわち、ユーザインターフェイスは、オペレータがコンピュータを制御又は操作することを可能にしてよく、且つ、インターフェイスは、コンピュータがオペレータの制御又は操作の効果を示すことを可能にしてよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインターフェイスでのデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提示することの一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示スティック、グラフィクスタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカム、ヘッドセット、ペダル、ワイヤードグローブ、リモートコントロール、及び加速度計を通じたデータの受信は全て、オペレータからの情報又はデータの受け取りを可能にするユーザインターフェイス部品の例である。
【００６７】
ここで使用される‘ハードウェアインターフェイス’は、コンピュータシステムのプロセッサが外部のコンピューティングデバイス及び／又は装置と相互作用すること及び／又はそれを制御することを可能にするインターフェイスを含む。ハードウェアインターフェイスは、プロセッサが制御信号又は命令を外部のコンピューティングデバイス及び／又は装置へ送ることを可能にしてよい。ハードウェアインターフェイスは、プロセッサが外部のコンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することも可能にし得る。ハードウェアインターフェイスの例には、制限なしに、ユニバーサル・シリアル・バス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ−４８８ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、無線ローカルエリアネットワーク接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インターフェイス、ＭＩＤＩインターフェイス、アナログ入力インターフェイス、及びデジタル入力インターフェイスがある。
【００６８】
ここで使用される‘ディスプレイ’又は‘ディスプレイデバイス’は、画像又はデータを表示するよう構成された出力デバイス又はユーザインターフェイスを含む。ディスプレイは、視覚、オーディオ及び／又は触覚データを出力してよい。ディスプレイの例には、制限なしに、コンピュータモニタ、テレビジョンスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、ブライユスクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双状態ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウント型ディスプレイがある。
【００６９】
医療撮像データは、医療撮像システムを用いて取得された２又は３次元のデータとしてここでは定義される。医療撮像システムは、患者の身体構造に関する情報を取得し、２次元又は３次元の医療撮像データの組を組み立てるよう構成された装置としてここでは定義される。医療撮像データは、医師による診断にとって有用であり得る視覚化を構成するために使用可能である。この視覚化は、コンピュータを用いて行われ得る。
【００７０】
磁気共鳴（ＭＲ）データは、磁気共鳴撮像スキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによる原子スピンによって放射された無線周波数信号の記録された測定であるとしてここでは定義される。磁気共鳴データは、医療撮像データの一例である。磁気共鳴（ＭＲ）画像は、磁気共鳴撮像データ内に含まれる解剖学的データの再構成された２又は３次元の視覚化であるとしてここでは定義される。
【００７１】
ＭＲ温度測定データは、磁気共鳴装置のアンテナによる原子スピンによって放射された無線周波数信号の記録された測定であって、磁気共鳴体温測定法のために使用され得る情報を含むものであると理解されてよい。磁気共鳴体温測定法は、温度感受性パラメータの変化を測定することによって機能する。磁気共鳴体温測定法の間に測定され得るパラメータの例は、磁気共鳴を用いて温度を測定するために使用され得るプロトン共鳴周波数シフト、拡散係数、あるいは、Ｔ１及び／又はＴ２緩和時間の変化である。プロトン共鳴周波数シフトは、個々のプロトン、水素原子が受ける磁場が周囲の分子構造に依存するので、温度に依存する。温度の上昇は、温度が水素結合に影響を及ぼすことにより分子スクリーニングを低下させる。これは、プロトン共鳴周波数の温度依存性をもたらす。
【００７２】
プロトン密度は、平衡磁化に線形に依存する。従って、プロトン密度により重み付けされた画像を用いて温度変化を決定することが可能である。
【００７３】
緩和時間Ｔ１、Ｔ２及びＴ２スター（時々Ｔ２＊と記述される。）も温度に依存する。Ｔ１、Ｔ２及びＴ２スターにより重み付けされた画像の再構成は、従って、熱又は温度マップを構成するために使用可能である。
【００７４】
温度はまた、水溶液における分子のブラウン運動に影響を及ぼす。従って、パルス拡散勾配スピンエコー（pulsed  diffusion  gradient  spin  echo）のような、拡散係数を測定することができるパルスシーケンスが、温度を測定するために使用されてよい。
【００７５】
磁気共鳴を用いて温度を測定する最も有用な方法の１つは、水プロトンのプロトン共鳴周波数（proton  resonance  frequency；ＰＲＦ）シフトを測定することによる。プロトンの共鳴周波数波は温度に依存する。温度がボクセルにおいて変化するにつれて、周波数シフトは、水プロトンの測定される位相を変化させる。従って、２つの位相画像間の温度変化が決定され得る。温度を決定するこの方法は、他の方法と比べて相対的に速いという利点を有している。ＰＲＦ法は、ここでは他の方法と比べてより詳細に説明される。しかし、ここで説明される方法及び技術は、磁気共鳴撮像により温度測定を行う他の方法にも適用可能である。
【００７６】
ここで使用される‘超音波ウィンドウ’は、超音波又はエネルギを伝えることができるウィンドウを含む。通常、薄膜（thin  film）又は膜（membrane）が超音波ウィンドウとして使用される。超音波ウィンドウは、例えば、ＢｏＰＥＴ（Biaxially-oriented  polyethylene  terephthalate）の薄膜から作られ得る。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
以下では、本発明の好適な実施形態が、図面を参照して、一例として記載される。
【００７８】
【図１】医療機器の一例を表す。
【図２】図１の医療機器を使用する方法を表すフローチャートを示す。
【図３】尿道カテーテルの一例を表す。
【図４】図３及び図５の尿道カテーテルの断面図を示す。
【図５】尿道カテーテルの更なる例を表す。
【図６】尿道カテーテルの更なる例を表す。
【図７】図６の尿道カテーテルの断面図を示す。
【図８】尿道カテーテルの更なる例を表す。
【図９】図８の尿道カテーテルの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
上記の図中の同じ参照符号の要素は、同等の要素であるか、あるいは、同じ機能を実行する。上述された要素は、機能が同等である場合には、必ずしも後述されない。
【００８０】
図１は、医療機器１００の一例を示す。医療機器１００は磁気共鳴撮像システム１０２を有する。磁気共鳴撮像システムは磁石１０４を有する。磁石１０４は、その中心を通るボア１０６を備えた円筒型超電導磁石である。磁石１０４は、超伝導コイルとともに、液体ヘリウム冷却されたクライオスタットを有する。永久磁石又は抵抗のある磁石を使用することも可能である。複数の異なる型の磁石の使用も可能である。例えば、分離円筒型磁石及びいわゆる開放型磁石の両方を使うことも可能である。分離円筒型磁石は、磁石のアイソ面（iso-plane）へのアクセスを許容するためにクライオスタットが２つのセクションに分離されている他は、標準的な円筒型磁石と同様である。そのような磁石は、例えば、荷電粒子ビーム療法との関連で使用されることがある。開放型磁石は、一方が他方の上にある２つの磁石セクションをもち、その間の空間は、対象を受け入れるのに十分大きい。２つのセクションの配置は、ヘルムホルツコイルと同様である。開放型磁石は、対象が閉じ込められた感じを受けにくいので人気がある。円筒型磁石のクライオスタット内部には、超伝導コイルの集合が存在する。円筒型磁石１０４のボア１０６内には、磁場が磁気共鳴撮像を実行するために十分強く且つ一様である撮像ゾーン１０８がある。
【００８１】
磁石１０４のボア１０６内にはまた、磁石１０４の撮像ゾーン１０８内の磁気スピンを空間エンコードするよう磁気共鳴データの取得のために使用される一組の磁場傾斜コイル１１０もある。磁場傾斜コイル１１０は、磁場傾斜コイル電源１１２に接続されている。磁場傾斜コイル１１０は代表的であることが意図されている。典型的には、磁場傾斜コイル１１０は、３つの直交する空間方向における空間エンコードのために、３つの別個の組のコイルを含む。磁場傾斜コイル電源１１２は、電流を磁場傾斜コイル１１０に供給する。磁場傾斜コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、ランプ状又はパルス状にされてもよい。
【００８２】
撮像ゾーン１０８に隣接して、撮像ゾーン１０８内の磁気スピンの配向を操作するための及びやはり撮像ゾーン１０８内のスピンからの無線送信を受信するための無線周波数コイル１１４がある。無線周波数コイル１１４は、複数のコイル要素を含んでよい。無線周波数コイル１１４は、チャネル又はアンテナとも呼ばれ得る。無線周波数コイル１１４は、無線周波数トランシーバ１１６に接続されている。無線周波数コイル１１４及び無線周波数トランシーバ１１６は、別個の送信及び受信コイル並びに別個の送信器及び受信器によって置き換えられてもよい。無線周波数コイル１１４及び無線周波数トランシーバ１１６は代表的であることが理解される。無線周波数コイル１１４は、専用の送信アンテナ及び専用の受信アンテナをも代表することが意図されている。同様に、トランシーバ１１６も、別個の送信器及び受信器を表し得る。
【００８３】
対象１１８は、対象支持台１２０上で横になっているように示されており、部分的に撮像ゾーン１０８内に位置される。図１に示される例は、高密度焦点式超音波システム１２２を有する。高密度焦点式超音波システム１２２は、液体で満たされたチェンバ１２４を有する。液体で満たされたチェンバ１２４内には、超音波トランスデューサ１２６がある。この図には示されていないが、超音波トランスデューサ１２６は、超音波の個々のビームを生成することが夫々可能である複数の超音波トランスデューサ要素を有してよい。これは、超音波トランスデューサ要素の夫々に供給される交流電流の位相及び／又は振幅を制御することによって電子的に超音波処理ポイント１３８の位置を導くために使用されてよい。標的部位１３９も、図１において標記されている。超音波処理ポイント１３８は、標的部位１３９を超音波処理するよう導かれ得る。
【００８４】
超音波トランスデューサ１２６は、機械的に再配置されることを超音波トランスデューサ１２６に可能にするメカニズム１２８に接続されている。メカニズム１２８は、メカニズム１２８を作動させるよう構成される機械式アクチュエータ１３０に接続されている。機械式アクチュエータ１３０はまた、電力を超音波トランスデューサ１２６に供給する電源を表す。いくつかの実施形態において、電源は、個々の超音波トランスデューサ要素への電力の位相及び／又は振幅を制御してよい。いくつかの実施形態において、機械式アクチュエータ／電源１３０は、磁石１０４のボア１０６の外に位置する。
【００８５】
超音波トランスデューサ１２６は、経路１３２にたどるように示されている超音波を生成する。超音波１３２は、液体で満たされたチェンバ１２４を通って且つ超音波ウィンドウ１３４を通って進む。この実施形態では、超音波は次いで、ジェルパッド１３６を通過する。ジェルパッド１３６は、全ての実施形態で必ずしも存在するわけではないが、この実施形態では、ジェルパッド１３６を受容するための凹所が対象支持台１２０に存在する。ジェルパッド１３６は、トランスデューサ１２６と対象１１８との間で超音波電力を結合するのを助ける。ジェルパッド１３６を通過した後、超音波１３２は対象１１８を通り抜け、超音波処理ポイント１３８に焦点を合わせられる。超音波処理ポイント１３８は、超音波トランスデューサ１２６を機械的に位置付けること及び超音波処理ポイント１３８のポジションを操縦することの組み合わせにより動かされ得る。
【００８６】
医療機器１００は、光学ユニット１５０及びポンプユニット１５２を含むものとして更に示されている。カテーテル１５０は、光学ユニット１５０及びポンプユニット１５２に接続されているように示されている。カテーテル１４０は尿道カテーテルである。カテーテル１４０は、対象１１８の膀胱１４２に挿入される遠位端１４４を備える。膀胱１４２は、標的部位１３９に隣接している。
【００８７】
この例では、カテーテル１４０はバルーン１４６を備え、バルーン１４６は膨張して、遠位端１４４が膀胱１４２から離れないようにする。ポンプユニット１５２は、流体を膀胱１４２に送り入れる又は送り出すことができる。それは２つの容器を備え、１つは、膀胱１４２からくみ出された流体を受け入れる廃棄物容器１５４であり、もう１つは、膀胱１４２に注ぎ込まれる流体のための蛍光染料容器１５６である。
【００８８】
いくつかの例において、カテーテル１４０はメインチューブしか有してない。この場合に、物質は、メインチューブによって膀胱１４２からポンプで出し入れの両方をされる。他の例では、膀胱１４２から流体を除去するメインチューブと、流体を膀胱１４２に注ぎ込む補助チューブとが存在してよい。カテーテル１４０の長さに沿って、光ファイバケーブル１４８が走っている。それは、光学ユニット１５０へ接続又は結合されているように示されている。光学ユニット１５０は、光源１５８及びスペクトロメータ１６０を有する。モノクロメータのような他のタイプの光センサが別の例では使用されてよい。いくつかの例において、光源１５８及びスペクトロメータ１６０のための別個の光ファイバがある。他の例では、光源１５８及びスペクトロメータ１６０は、単一の光ファイバを共有する。
【００８９】
磁場傾斜コイル電源１１２、高密度焦点式超音波システム１２２、トランシーバ１１６、光学ユニット１５０及びポンプユニット１５２は、コンピュータシステム１７０のハードウェアインターフェイス１７２へ接続されているように示されている。コンピュータシステム１７０はプロセッサ１７４を更に有する。プロセッサ１７４は、１つよりも多いプロセッサを実際に表してよく、また、１つ以上のコンピュータの間で分散されたプロセッサを表してもよい。プロセッサ１７４は、ハードウェアインターフェイス１７２、ユーザインターフェイス１７６、及びメモリ１７８と通信する。ハードウェアインターフェイス１７２は、プロセッサ１７４が医療機器１００の残りへデータ及び／又はコマンドを送信及び受信すること且つ医療機器１００を制御することを可能にするインターフェイスである。メモリ１７８は、プロセッサ１７４がアクセスを有し得る揮発性又は不揮発性メモリの如何なる組み合わせであってもよい。
【００９０】
メモリ１７８は、プロセッサ１７４が演算を実行するため及び／又は磁気共鳴撮像システム１０２を制御するために使用することができるマシン実行可能な命令１８０の組を含むものとして示されている。
【００９１】
この例では、高密度焦点式超音波システム１２２は、磁気共鳴撮像システム１０２と一体化されているように示されている。しかし、これは任意である。磁気共鳴撮像システム１０２は、存在しなくてもよく、あるいは、診断用超音波撮像システム又は放射線撮像システム（例えば、コンピュータ断層撮影撮像システム）のような他の医療撮像システムと置換されてよい。この例では、高密度焦点式超音波システム１２２は、調整可能な焦点１３８を有している。磁気共鳴撮像システム１０２は、焦点１３８の位置を導くために使用される。
【００９２】
コンピュータメモリ１７８は、パルスシーケンス１８２を任意に含むものとして示されている。パルスシーケンス１８２は、磁気共鳴撮像システム１０２を制御して磁気共鳴データを取得するために使用され得るタイミング図又はコマンドの組である。コンピュータメモリ１７８は更に、パルスシーケンス１８２により磁気共鳴撮像システム１０２を制御することによって取得された磁気共鳴データ１８４を含むものとして示されている。ストレージ１７８は更に、磁気共鳴データ１８４から再構成された磁気共鳴画像１８６を含むものとして示されている。コンピュータストレージ１７８は更に、焦点１３８によって標的にされるべきである標的部位の仕様である超音波処理プラン１８８を含むものとして示されている。
【００９３】
メモリ１７８は更に、スペクトロメータ１６０により測定される蛍光スペクトル１９０を含むものとして示されている。コンピュータメモリ１７８は更に、蛍光スペクトル１９０から計算された膀胱温度１９２を含むものとして示されている。コンピュータメモリ１７８は更に、超音波処理コマンド１９４を含むものとして示されている。超音波処理コマンド１９４は、標的部位１３９を超音波処理するよう高密度焦点式超音波システム１２２を制御するためにプロセッサ１７４によって使用されるコマンドである。超音波処理コマンド１９４は、例えば、中核体温又は基礎体温としての膀胱温度１９２及び超音波処理プラン１８８を用いて構成されてよい。磁気共鳴画像１８６も、任意に、超音波処理コマンド１９４を生成することにおいて使用されてよい。磁気共鳴画像１８６は、特定の解剖学的ランドマークの位置を識別するために使用されてよく、且つ、超音波処理プラン１８８を対象１１８に位置合わせするために使用されてよい。
【００９４】
図２は、図１の医療機器１００を如何にして動作させるかを説明する方法のフローチャートを示す。最初に、ステップ２００で、超音波処理プラン１８８が受け取られる。超音波処理プラン１８８は、標的部位１３９の超音波処理を記述する。次に、ステップ２０２で、蛍光スペクトル１９０がスペクトロメータ１６０により測定される。次いで、ステップ２０４で、膀胱温度１９２が、蛍光スペクトル１９０を用いて計算される。最後に、ステップ２０６で、超音波処理コマンド１９４が、超音波処理プラン１８８及び膀胱温度１９２を使用することによって生成又は計算される。
【００９５】
図３は、尿道カテーテル１４０の側面図を示す。カテーテル１４０は、遠位端１４４の近くに開口３００を有している。やはり遠位端１４４の近くには、光ファイバケーブル１４８に接続されている光学素子３０２が見られる。この例では、単一の光学素子３０２しか存在しない。光源からの光はここで放射され得るとともに、光が受光されてスペクトロメータ１６０に送られる。カテーテル１４０は長さ方向３０４を有している。光ファイバ１４８は、カテーテル１４０の少なくとも一部についてカテーテル１４０の長さ３０４に平行に走る。
【００９６】
図４は、遠位端１４４から離れたカテーテル１４０の断面図を示す。カテーテル１４０はメインチューブ４００及びカテーテル壁４０２を有していることが分かる。光ファイバケーブル１４８は、この例では、カテーテル壁４０２に埋め込まれている。
【００９７】
図５は、カテーテル１４０の更なる例を示す。図５のカテーテルは、この場合に、遠位端１４４に２つの光学素子３０２及び３０２′がある点を除いて、図３に示されたカテーテルと同様である。光学要素３０２及び３０２′のうちの一方は、光を発するためのものであってよく、他方は、スペクトロメータ１６０のために光を受けるためのものであってよい。この場合に、光ファイバケーブル１４８は、２つの個別的なファイバケーブルを含んでよく、１つは光学素子３０２に至り、もう１つは光学素子３０２′に至る。光学素子３０２及び３０２′は、光ファイバをより効果的に膀胱１４２に結合するために使用され得るレンズであってよい。図５に示される例では、カテーテル１４０の断面図は、図４に示される断面図と等しくなる。
【００９８】
図６は、カテーテル１４０の更なる例を示す。カテーテル１４０は、このカテーテルが、膨らむことができ、カテーテルが膀胱から出ることを防ぐために使用され得るバルーン６００を備える点を除いて、図３に示されたカテーテルと同様である。そのようなバルーンを備えた尿道カテーテルは、いわゆるフォーリー（Foley）カテーテルとして知られ得る。
【００９９】
図７は、長さ３０４に沿ったカテーテル１４０の一部の断面図を示す。カテーテル１４０は、２つのチューブを備えていることが分かる。メインチューブ４００と、バルーン６００を膨らませるよう食塩水を供給するために使用される圧入チューブ７００と、光ファイバケーブル１４８とがある。それらの３つ全てが、カテーテル１４０の壁４０２内に埋め込まれている。
【０１００】
図８は、カテーテル１４０の更なる例を表す。図８に示されるカテーテルは、このカテーテルが出口８００を更に備える点を除いて、図６に示されたカテーテルと同様である。出口８００で、流体が膀胱にポンプで送り込まれてよい。流体は次いで、入口３００を通って排出又は除去されてよい。これは、例えば、膀胱内の流体に温度感受性蛍光染料及び／又は散乱物質を効率的に加えるために使用されてよい。それはまた、膀胱内で温度感受性蛍光染料を効率的に混合するためにも使用されてよい。例えば、流体は、出口８００を通って一定の又は周期的な割合で注ぎ込まれ得る。流体はまた、入口３００を通って同じ割合で取り除かれ得る。これは、膀胱内で流体を効率的に混合するのに役立ち得る。
【０１０１】
図９は、図８のカテーテル１４０の断面図を示す。カテーテル１４０の壁４０２の中には、入口３００に接続されているメインチューブ４００があることが分かる。バルーン６００に接続されている圧入チューブ７００がやはり存在する。出口８００に接続されている補助チューブ９００もある。また、光ファイバケーブル１４８も示されている。
【０１０２】
中核体温は、子宮筋腫のＭＲ−ＨＩＦＵ焼灼の間に変化しうる。これは、ＭＲスキャナのエアコンディショナー又は患者の上のブランケットによって引き起こされる。より良いベースライン温度を有することは、より良い温熱量制御をもたらし得る。膀胱温度は、中核温の有効な予測子であり、子宮に近い。フルオレセイン及び散乱媒質を膀胱に同時に注入することによって、長期の温度変化が、尿中の蛍光発光の周波数シフトを測定することで検出可能である。蛍光スペクトルをフィッティングすることによって、平均温度及び温度変動は、超音波場と相互作用し得る複数の温度センサを使用せずに、決定され得る。
【０１０３】
上述されたように、子宮筋腫のＭＲ−ＨＩＦＵ焼灼治療の開始前に、中核体温はしばしば、耳で計る体温計によって決定される。これは、ＭＲ−ＨＩＦＵ治療の開始時に子宮内及びその近くのベースライン温度の有効な推定を与える。トータルの治療時間は、数時間続くことがある。治療中に、２回目の中核体温測定を行うことは一般的でない。処置中に、中核体温は、患者を楽にするためにブランケットを掛けること、ＭＲスキャナのエアコンディショナー、又は患者の体内の生理学的変化によって変化し得る。ＭＲは温度差を測定することしかできないので、標的エリアの近くの絶対温度読み出しは温熱量制御を改善することになる。
【０１０４】
中核体温は、処置中に直腸、膣、又は膀胱内の温度センサによって測定されてよい。膀胱は、直腸及び皮膚測定と比べて中核体温を測定することにおいて優れており、標的エリアに最も近い。我々はベースライン温度を有することを望んでいるので、我々は、治療中の隣接加熱によってそれほど影響を及ぼされない長期の平均温度を測定するために尿の慣性を使用することができる。
【０１０５】
第２に、温度センサが使用される場合に、それらのポジションは、それらがＨＩＦＵトランスデューサのビーム経路内に位置付けられることを回避するように、知られる必要がある。液体の超音波吸収係数は非常に低いので、膀胱を通る超音波場は膀胱内の温度を上げるとは考えられない。
【０１０６】
例として、光ファイバ又は光ケーブルが埋め込まれた膀胱カテーテルがある。レンズは、膀胱の全容積を、例えば、４８０ｎｍの光で照射するよう、ファイバの端部に取り付けられてよい。フルオレセイン又は他の温度に依存する蛍光染料及び散乱媒質を尿に同時に注入することによって、カテーテルを介して、温度に依存した放射スペクトルが観測可能である。散乱媒質は、膀胱の全容積を通るより一様な読み出し蛍光発光を生成するために加えられ得る。フルオレセインはＦＤＡに認可されており、水に溶解される場合に、温度に依存した吸収スペクトル、相対的な放射蛍光信号、及び温度を高めることによる正ピークシフトを示す。特に、ピークシフトは、絶対温度読み出しとして使用可能である。
【０１０７】
一例において、標準の又は改良された膀胱カテーテルは、カテーテルの内腔内に取り付けられた２つの光ファイバ（励起及び放射）とともに使用され得る。カテーテルを介して、フルオレセイン及び散乱媒質が注入され得る。スペクトロメータは、放射スペクトルを解析することができる。注入の前に、放射スペクトルは、如何なるバックグラウンド光も除くように記録され得る。
【０１０８】
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示及び記載されてきたが、そのような図示及び記載は、実例又は例であって限定と見なされるべきではなく、本発明は、開示されている実施形態に制限されない。
【０１０９】
開示されている実施形態に対する他の変形は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求されている発明を実施する際に当業者によって理解され達成され得る。特許請求の範囲において、語“有する（comprising）”は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞“a”又は“an”は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に上げられているいくつかの項目の機能を満たしてよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項で上げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又はその部分として供給される光学記憶媒体又は固体状態媒体のような適切な媒体において記憶／分配されてよいが、他の形態において、例えば、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して、分配されてもよい。特許請求の範囲における如何なる参照符号も、適用範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  医療機器
１０２  磁気共鳴撮像システム
１０４  磁石
１０６  磁石のボア
１０８  撮像ゾーン
１１０  磁場傾斜コイル
１１２  磁場傾斜コイル電源
１１４  無線周波数コイル
１１６  トランシーバ
１１８  対象
１２０  対象支持台
１２２  高密度焦点式超音波システム
１２４  液体で満たされたチェンバ
１２６  超音波トランスデューサ
１２８  メカニズム
１３０  機械式アクチュエータ／電源
１３２  超音波の経路
１３４  超音波ウィンドウ
１３６  ジェルパッド
１３８  超音波処理ポイント
１３９  標的部位
１４０  カテーテル
１４２  膀胱
１４４  遠位端
１４６  バルーン
１４８  光ファイバケーブル
１５０  光学ユニット
１５２  ポンプユニット
１５４  廃棄物容器
１５６  蛍光染料容器
１５８  光源
１６０  光センサ又はスペクトロメータ
１７０  コンピュータ
１７２  ハードウェアインターフェイス
１７４  プロセッサ
１７６  ユーザインターフェイス
１７８  メモリ
１８０  マシン実行可能な命令
１８２  パルスシーケンス
１８４  磁気共鳴データ
１８６  磁気共鳴画像
１８８  超音波処理プラン
１９０  蛍光スペクトル
１９２  膀胱温度
１９４  超音波処理コマンド
２００  標的部位の超音波処理を記述する超音波処理プランを受け取る
２０２  スペクトロメータを用いて蛍光スペクトルを測定する
２０４  蛍光スペクトルを用いて膀胱温度を計算する
２０６  超音波処理プラン及び膀胱温度を用いて超音波処理コマンドを生成する
３００  開口
３０２  光学素子
３０４  カテーテルの長さ
４００  メインチューブ
４０２  カテーテルの壁
６００  バルーン
７００  圧入チューブ
８００  出口
９００  補助チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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