(57)【要約】本発明は、超音波を用いて治療的に結合組織を処理するか、又は組織内での血管新生を増加させる方法及び器具に関する。さらに詳しくは、本発明は、超音波を用いて結合組織の成長若しくは治癒を促進し、又はその病変を治療し、又は超音波を用いて虚血性又は移植された組織での血管新生を増加させる方法及び器具に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節又はその隣接した身体部分の少なくとも一部を覆い、これに対して一定の位置に固定されるように適合した被覆部材を備え、被覆部材は、１つ以上の超音波変換器アセンブリを収容して保持するように適合した１つ以上の収容領域を備える、
関節に超音波治療を送達するために関節に対して１つ以上の超音波変換器を配置する器具。
【請求項２】
被覆部材は、柔軟性布地層を備えることをさらに特徴とする請求項１の器具。
【請求項３】
布地層は、関節又はその隣接した身体部分を囲む弾性素材からなることをさらに特徴とする請求項２の器具。
【請求項４】
超音波変換器アセンブリは、関節又はその隣接した身体部分に対する１つ以上の一定の位置に保持されることをさらに特徴とする請求項１の器具。
【請求項５】
収容領域は、被覆部材内に配置された１つ以上の変換器収容ポート、及び／又は超音波変換器アセンブリを固定するように適合した１つ以上の被覆部材アタッチメント領域を備えることをさらに特徴とする請求項１の器具。
【請求項６】
超音波変換器アセンブリは、超音波変換器を収容するように適合したポートと、被覆部材アタッチメント領域に確実に取り付くように適合した１つ以上のストラップアタッチメント領域を備えるストラップを備え、それによって、超音波変換器ポートは、関節又はその隣接した身体部分に対してしっかりと配置されることをさらに特徴とする請求項５の器具。
【請求項７】
治療の間に、一定の位置に関節を固定するように適合した剛性の支柱をさらに備える特徴とする請求項６の器具。
【請求項８】
支柱の方向又は位置を変化させる調節機構を備えることをさらに特徴とする請求項７の器具。
【請求項９】
調節機構は、固定可能な旋回軸又は蝶番を備えることをさらに特徴とする請求項８の器具。
【請求項１０】
関節は、膝関節であり、超音波変換器アセンブリは、関節内隙又は十字靭帯骨管に対して配置されることをさらに特徴とする請求項１の器具。
【請求項１１】
超音波変換器をさらに備える請求項１の器具。
【請求項１２】
関節又はその隣接した身体部分の少なくとも一部を覆い、これに対して一定の位置に固定されるように適合した被覆部材で、関節又はその隣接した身体部分の少なくとも一部を覆い、
疾患を有する結合組織を、結合組織の成長、治癒又は修復を促進するのに十分な周波数及び持続時間の非侵襲性で低強度の超音波にさらすことを備え、
被覆部材が、１つ以上の超音波変換器アセンブリを収容して保持するように適合した１つ以上の収容領域を備えることをさらに特徴とする、
必要としている哺乳類の結合組織の成長若しくは治癒を促進するか、又は病変を治療する方法。
【請求項１３】
低強度の超音波は、約１〜約２ＭＨｚの間の周波数を有することをさらに特徴とする請求項１２の方法。
【請求項１４】
低強度の超音波は、１．５ＭＨｚ程度の周波数を有することをさらに特徴とする請求項１２又は１３の方法。
【請求項１５】
低強度の超音波は、パルス状であることをさらに特徴とする請求項１２の方法。
【請求項１６】
パルス状の低強度の超音波は、約１０〜約２０００マイクロ秒のパルス幅を有することをさらに特徴とする請求項１５の方法。
【請求項１７】
パルス幅は、約２００マイクロ秒であることをさらに特徴とする請求項１５又は１６の方法。
【請求項１８】
パルスは、約０．１から約１０ＫＨｚの繰り返し周波数を有することをさらに特徴とする請求項１５から１８のいずれかの方法。
【請求項１９】
繰り返し周波数は、約１ＫＨｚであることをさらに特徴とする請求項１８の方法。
【請求項２０】
結合組織は、変形性関節症、テンドノシス、腱炎、又はこれらの組合せの結果としての変性を受けたことがあるか、受けている組織を含むことをさらに特徴とする請求項１２の方法。
【請求項２１】
治癒は、外科手術的な組織の修復又は修正無しで促進されることをさらに特徴とする請求項１２又は２０の方法。
【請求項２２】
治療を受けている結合組織は、その結合組織上又はその近くで外科手術を受けたことがあることをさらに特徴とする請求項１２の方法。
【請求項２３】
外科手術は、屈筋又は伸筋の腱の修復、組織の修復若しくは再成長を支持可能な足場の埋め込み、及び／又は線維軟骨の修復を含むことをさらに特徴とする請求項２２の方法。
【請求項２４】
外科手術は、靭帯若しくは腱、又は編まれた靭帯若しくは腱の外科手術的な移動を含むことをさらに特徴とする請求項２２又は２３の方法。
【請求項２５】
足場は、細胞の浸透を可能とするのに十分に多孔性の構造を有すると共に細胞の付着及び成長を可能にするのに十分な表面を有する素材を含むことをさらに特徴とする請求項２３の方法。
【請求項２６】
線維軟骨は、損傷を受けた外側又は内側半月、下顎半月、椎間板軟骨、及び肋骨軟骨からなる群から選択されることをさらに特徴とする請求項２３の方法。
【請求項２７】
治療を受けている結合組織は、１つ以上の靭帯、１つ以上の腱、及び／又は筋膜を含むことをさらに特徴とする請求項１２の方法。
【請求項２８】
治療を受けている結合組織は、人間の膝、肘、及び／又は足にあることをさらに特徴とする請求項２７の方法。
【請求項２９】
１つ以上の靭帯は、前十字靭帯、後十字靭帯、膝靭帯、及び／又は半月大腿靭帯を含むことをさらに特徴とする請求項２８の方法。
【請求項３０】
１つ以上の靭帯は、外側又は側副靭帯を含むことをさらに特徴とする請求項２８の方法。
【請求項３１】
腱は、四頭筋腱、薄筋腱、縫工筋腱、半腱様筋腱、膝窩筋腱、又は大内転筋腱のうちの１つ以上の腱であることをさらに特徴とする請求項２７の方法。
【請求項３２】
腱は、人間の肩にあることをさらに特徴とする請求項２７の方法。
【請求項３３】
腱は、棘上筋腱であることをさらに特徴とする請求項３２の方法。
【請求項３４】
治療を受けている結合組織は、外側又は内側半月を含むことをさらに特徴とする請求項２８の方法。
【請求項３５】
超音波は、組織収縮処置の後に続いて結合組織に加えられることをさらに特徴とする請求項１２の方法。
【請求項３６】
組織収縮処置は、包縫合術及び椎間板収縮からなる群から選ばれることをさらに特徴とする請求項３５の方法。
【請求項３７】
結合組織病変は、腱炎又はテンドノシスであることをさらに特徴とする請求項１２の方法。
【請求項３８】
結合組織は、鋭い裂け、又は慢性的な酷使による損傷を受けたことをさらに特徴とする請求項１２又は３７の方法。
【請求項３９】
病変は、テニス肘であることをさらに特徴とする請求項２８の方法。
【請求項４０】
病変は、足底筋膜炎であることをさらに特徴とする請求項２８の方法。
【請求項４１】
薬剤を投与することをさらに含む請求項１２の方法。
【請求項４２】
薬剤は、薬物又は成長因子であることをさらに特徴とする請求項４１の方法。
【請求項４３】
成長因子は、修復速度、修復品質、又は両方を高めるのに十分な量で投与されることをさらに特徴とする請求項４２の方法。
【請求項４４】
成長因子は、形質転換成長因子βスーパーファミリー、骨形態形成タンパク質、形態形成タンパク質由来の軟骨及び成長分化因子、脈管形成因子、血小板由来の細胞成長因子（ＰＤ−ＥＣＧＦ）、血小板由来の成長因子（ＰＤＧＦ）、血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）、上皮増殖因子ファミリー、形質転換成長因子アルファ（ＴＧＦα）、血小板由来の成長因子、例えば、ＰＤＧＦ−Ａ、ＰＤＧＦ−Ｂ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、線維芽細胞成長因子、成長ホルモン（ＧＨ）、インターロイキン、結合組織成長因子（ＣＴＧＦ）、副甲状腺ホルモン関連蛋白（ＰＴＨｒｐ）、自己成長因子、これらの材料の少なくとも２つの混合物からなる群から選ばれることをさらに特徴とする請求項４２又は４３の方法。
【請求項４５】
超音波は、治療される組織の皮膚の近傍に配置される複数の超音波変換器によって生成されることをさらに特徴とする請求項１２の方法。
【請求項４６】
複数の超音波変換器は、同時又は順次に超音波を放射することをさらに特徴とする請求項４５の方法。
【請求項４７】
組織を非侵襲性で低強度の超音波にさらすことは、必要としている哺乳類の結合組織、虚血性組織、又は移植された組織での血管新生を増加させるという結果を得ることをさらに特徴とする請求項１２の方法。
【請求項４８】
哺乳類に、新脈管形成を促進する治療的処理を施すことをさらに含む請求項１２の方法。
【請求項４９】
新脈管形成を促進する治療的処理は、内皮細胞成長因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、アンジオジェニン、形質転換成長因子β（ＴＦＧベータ）、又はプロスタグランジンを投与することを含むことをさらに特徴とする請求項４８の方法。
【請求項５０】
治療的処理は、新脈管形成を促進して損傷後の回復、修復、又は両方の速度を高めるための結合組織の予防治療を含むことをさらに特徴とする請求項４８又は４９の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
この出願は、「結合組織の治療のための方法及び器具」というタイトルで２００２年４月２４日に米国特許商標庁に出願された米国シリアル第１０／１３１，７８４号に対して優先権を主張する。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、治療的に結合組織を処理し、かつ／又は超音波を用いて組織内での血管新生を増加させる方法及び器具に関する。さらに詳しくは、本発明は、超音波を用いて結合組織の成長若しくは治癒を促進し、又はその病変を治療及び／若しくは予防し、又は超音波を用いて虚血性又は移植された組織での血管新生を増加させる方法及び器具に関する。
【０００３】
２．関連技術の説明
治療的に骨の損傷を処理し、評価するために超音波を用いることが知られている。適切なパラメーター、例えば、周波数、パルス繰り返し及び振幅を有する超音波パルスを骨の損傷に隣接した適切な外部位置に適切な期間当てることは、例えば骨の切断及び骨折の自然治癒を加速することが分かってきた。
【０００４】
ドゥアルテ（Duarte）に対する米国特許第４，５３０，３６０号は、骨の損傷に隣接した場所での皮膚上に位置する手術面から超音波パルスを加えるための基本的な非侵襲性の治療技術と器具を記述している。治療中に超音波パルスを加えるために、オペレーターは、治療が終わるまでアプリケーター(applicator)を所定位置に手で保持しなければならない。
【０００５】
ドゥアルテの特許は、ウィンダー達（Winder et al.）に対する米国特許第５，５２０，６１２号と同様に、超音波を生成するＲＦ信号の範囲、超音波パワー密度レベル、各超音波パルスの持続時間の範囲、超音波パルス周波数の範囲を記述している。
【０００６】
タリッシュ達（Talish達）に対する米国特許第５，００３，９６５号は、被覆された光ファイバ線によってリモートコントロールユニットに接続された身体−アプリケーターユニットを有する超音波身体治療システムに関する。超音波パルスの持続時間及びパルス繰り返し周波数を制御する信号は、身体−アプリケーターユニットとは別に生成される。タリッシュ達は、手術面がその皮膚位置に隣接するように身体−アプリケーターユニットを患者に取り付けるための取り付け固定具を説明する。
【０００７】
これらの特許に記載のシステムは、硬部及び軟部組織の損傷又は欠陥の超音波治療のための治療的方法及び器具に関するが、軟骨及び／又は骨軟骨の損傷及び／又は欠陥の治療及び／又は軟骨／変性関節症、例えば変形性関節症（ＯＡ）の治療のための人間工学的に構成された信号発生器及び変換器が必要とされている。さらに、軟骨及び／又は骨軟骨の損傷及び／又は欠陥の治療及び／又は軟骨／変性関節症、例えば変形性関節症の治療を最適化する器具が必要とされている。
【０００８】
軟骨及び／又は骨軟骨の損傷及び／又は欠陥及び／又は変性関節症、例えば変形性関節症は、一般に、関節骨、例えば、膝関節、肘関節、肩関節、及び足根関節の骨を覆う軟骨（関節軟骨）に対するダメージを含む。骨軟骨の損傷は、軟骨及び／又は骨軟骨に穴を開けて、その部位に血流を生じさせることによって治療可能である。軟骨穴あけの目的は、治癒プロセスの一部としての軟骨の再生を促進することである。しかし、その結果生じる非ヒアリン又は線維軟骨は、生物学的に関節軟骨よりも劣っており、プロテオグリカン含有量が及ばず、主に、薄くてまとまりのないコラーゲン層からなることがある。さらに、新たな組織の変性は、一般に、長期に渡って起こり、追加の再構成外科手術治療が必要であることが観察されてきた。
【０００９】
治療の別の方法は、損傷及び／又は欠陥部位に対して非体重負荷（non-weight bearing）軟骨の移植、損傷及び／又は欠陥部位での骨折の誘起、軟骨形成を促す炭素繊維基質の配置、及び自己の軟骨細胞の埋め込み（ＡＣＩ）を含む。ＡＣＩは、身体からヒアリンのような軟骨を再生可能な軟骨細胞を取り出し、それを数週間培養することを伴う。この培養プロセスの間、細胞数は、元の組織サンプルの約１５倍に増加する。次に、関節切開術により、培養された細胞を移植する。骨膜（骨を覆う皮）の小片を患者の脛骨から取り出す。骨膜は、次に、培養細胞用の保護カバーとなるように欠陥を覆って縫合される。培養細胞は、骨膜の下の欠陥内に注入され、培養細胞は、そこで増加し続け、丈夫な修復組織を生成する。しかし、ＡＣＩは、軟骨細胞を患者に移植する前に増殖させる必要があるので治癒時間を増加させる。
【００１０】
従って、線維軟骨又はヒアリン類似であり、機械的特性が関節軟骨と同等である修復組織を生成する軟骨再生を促進する方法及び器具がさらに必要とされている。また、上述した従来技術を用いて生成したものよりも機械的特性が概ね勝っている修復組織が必要とされている。さらに、軟骨再生を促進し、再生軟骨が長期に渡って変性して追加の治療又は再構成手術が必要となることがない器具が必要とされている。さらに、軟骨再生を促進して治癒時間を著しく減少させる器具が必要とされている。
【００１１】
変性関節症、例えば変形性関節症の治療には、症状緩和薬、理学治療、非ステロイド性抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ‘ｓ）、激励、減量、及び／又は活動の減少が最初は組み合わせて用いられる。しかし、これらのアプローチは、症状をコントロールすることができる場合があるが、結合組織、例えば軟骨に対する根本的なダメージには効果的な対処とはならない。さらに、使用される薬物が深刻な副作用をもたらす患者もおり、この患者は、入院することもあり、死に至ることもある。米国で毎年およそ２０，０００人のＯＡ患者が、ＮＳＡＩＤの使用と関連した胃腸の合併症から死亡する。これらの治療の後に症状が残れば、さらに侵襲性の治療方法、例えば粘弾性材料の注入、関節鏡手術又は全関節置換が用いられることも多い。変形性関節症の症状を単にコントロールするのではなく、結合組織ダメージ、例えば軟骨に対するダメージを治療して修復し、現在の薬を用いた治療に関連した副作用及び／又は耐性問題が起こらない別の方法及び器具がまだ必要とされている。
【００１２】
しかし、軟骨の損傷及び病変が、かなりの治癒時間を伴う治療を必要とする結合組織の唯一の状態ではない。現在の外科手術に利用可能な修復オプションは、ダメージを受けた損傷を自己移植片又は同種移植片の組織で置換又は再構成すること、裂けた表面をデバイスで（すなわち、縫合糸又はアンカーなどのデバイスで組織を固定することによって）補強すること、又は根本的な問題を解決することなく、症状、例えば痛み及び炎症を単に治療することである。外科手術に関連するリスクのために、外科手術を必ずしも必要としない治療の選択肢が、望まれるであろう。さらに、修復組織は、元のダメージを受けていない組織と強度が同等でないことがある。従って、修復組織の強度を高め、リハビリテーション時間を短くする方法が、望まれているであろう。組織の交換又は再構成を伴う治療の成功は、組織に血管を新生させる身体の能力にかかっていることが多い。血管新生を増加させると、治癒が改善され、速くなる。一方、血管新生が不十分であると、組織が壊死することがある。このように、外科手術的に修復された組織での血管新生を増加させる方法には、有利な点があるであろう。
【００１３】
さらに、同種移植片又は自己移植片の置換では、移植片が死に絶え、それに続いて、細胞を浸透させることによって、再繁殖及び再構築が行われる。これは、時間のかかるプロセスであり、この間に、移植片は、強度を失い、再度の裂け又はダメージの危険性がある。これは、長いリハビリテーション時間（例えば、前十字靭帯（ACL）再構成では最低６ヶ月）につながる。成長中の血管と組織を刺激して移植片内の細胞死を防ぐことが望まれているであろう。これは、より速く、より強い修復と、リハビリテーション時間の減少につながり、従って、患者は、より速く、完全な状態に戻るであろう。「骨管広がり」の減少は、たびたび問題をもたらす。骨／組織／靭帯界面の統合の改善は、骨管広がりのメカニズムであるとされている「ワイパー効果」を避けるのに役立つであろう。
【００１４】
例えば膝関節の半月を修復する外科手術方法は、一般に、必要とされている。半月の無血管の「ホワイトゾーン」の血管新生を増加させることは、その結果生じる治癒を促進するので望ましい。
【００１５】
上で説明したように、これらの結合組織の損傷／病変の多く、又は大部分に対する現在の治療は、修復、再構成、強化、固定及び組織切除を含む外科手術処置であるか、又は痛み及び炎症を和らげる薬物治療の使用である。これらの処置は、通常、可動域と修復組織への負荷を徐々に増加させる一連の伸び運動を含むであろう理学治療を含むリハビリテーションが後に続く（又は組み合わされる。）。しかし、理学治療は、不便で、時間がかかり、比較的費用がかかるので、患者の承諾を得る際に問題となることがある。従って、治癒を速め、血管新生を増加させる方法であって、患者に貸して家で使用させ、毎日あまり時間をかける必要のないものが必要とされている。
【００１６】
結合組織（関節被膜、腱、靭帯）のコラーゲン状コンポーネントの収縮が誘起されるように組織を修飾すること（この処置は、たびたび、包縫合術と呼ばれる。）によって、関節の弛緩のような問題に対処することも望まれている。熱エネルギーをコラーゲンに加えると、分子配置が変化し、収縮する。この結果は、より短い構造と、「より締まった」関節という結果になる。しかし、熱エネルギーは、付随的に、組織にダメージを与えることもあり、これは、細胞の増殖力を失わせ、血液供給を失わせ、そして、構造の機械的一体性を弱くさせるという結果になる。組織収縮処置は、このように、生体機械的一体性を弱め、ゆっくりとした治癒のためにリハビリテーション時間を長くすることに起因する問題がある。これは、治癒及び正常な生体機械的強度の回復前に、「修飾された」組織が後側に伸ばされるという結果になり、収縮処置の利点を失うという結果になる。このダメージは、著しく不利な点であり、包縫合術とこれに関連する組織収縮処置の使用を妨げてきた。より速い、収縮後の組織の修復は、これらの問題点を最小にし、この技術をより広く適用可能にするであろう。
【００１７】
組織工学は、体外での（身体の外での）足場上にある細胞の成長を含み、体内での組織の修復のための移植片を生成する。このアプローチの欠点の１つは、体外では、血管を供給して組織工学素材（インプラント、移植片又は器官）を育てることが不可能であることである。組織工学素材が、体内に配置され、超音波で刺激されると、機能的な血管が刺激されて、ホスト自身の血液供給から組織工学素材に成長する。これは、このインプラントされた素材の血管新生の手段であり、移植片素材の機能と増殖力を保持する。組織工学素材のこのような血管新生を達成する方法及び器具は、依然として必要とされている。
【００１８】
本発明の要旨
本発明の方法及び器具は、上述した従来の治療に関連した問題の多くを解決する。１つの実施形態では、本発明は、疾患を有する結合組織を、結合組織の成長、治癒又は修復を促進するのに十分な周波数及び持続時間の非侵襲性で低強度の超音波にさらすことによって、必要としている哺乳類の結合組織の成長若しくは治癒を促進するか、又は病変を治療する方法に関する。
【００１９】
別の実施形態では、本発明は、疾患を有する組織を、虚血性組織又は移植された組織での血管新生を増加させるのに十分な周波数及び持続時間の非侵襲性で低強度の超音波にさらすことによって、必要としている哺乳類の虚血性組織又は移植された組織（結合組織に限定されない。）での血管新生を増加させる方法に関する。
【００２０】
別の実施形態では、本発明は、ここで説明した治療方法を実行するための器具に関する。この器具は、複数の配置で１つ以上の変換器を固定するように適合した配置モジュールを含む。配置モジュールは、次に、治療が必要な組織の近くの部位、例えば、膝関節、股関節、足関節、肩関節、肘関節、手関節に固定され、変換器は、作動され、治癒又は修復を促進し、又は血管新生を増加させるのに十分な超音波を放射する。さらに、本発明は、治療を受けている関節の関節骨を特定の位置に固定する固定構造を含む配置モジュールを有する実施形態も提供する。この実施形態は、患者が治療中に自分の肢を動かす、例えば、脛骨に対して大腿骨を動かすのを防止する。
【００２１】
別の実施形態では、本発明は、関節又はその隣接した身体部分の少なくとも一部を覆い、これに対して一定の位置に固定されるように適合した被覆部材を備え、被覆部材は、１つ以上の超音波変換器アセンブリを関節又はその隣接した身体部分に対して１つ以上の一定の位置に収容して保持するように適合した１つ以上の収容領域を備える、関節に超音波治療を送達するために関節に対して１つ以上の超音波変換器を配置する器具に関する。
【００２２】
治癒を促進するという点で本発明の用途は広いので、ここで説明される方法及び器具は、広い範囲の問題、例えば、外傷、組織不全、痛み、手術後治療、変性状態（例えば、変形性関節症）、及びその他の問題を抱える患者を治療するのに役に立つ。さらに、本発明は、持ち運び可能であり、長い治療時間を必要とせず、容易に使用及び変換器の配置ができるようにデザインされているので、患者は、この技術を適切かつ十分に利用して恩恵を受けるであろう。
【００２３】
本発明によれば、関節又はその隣接した身体部分の少なくとも一部を覆い、これに対して一定の位置に固定されるように適合した被覆部材を備え、被覆部材は、１つ以上の超音波変換器アセンブリを収容して保持するように適合した１つ以上の収容領域を備える、関節に超音波治療を送達するために関節に対して１つ以上の超音波変換器を配置する器具が提供される。
【００２４】
また、本発明によれば、関節又はその隣接した身体部分の少なくとも一部を覆い、これに対して一定の位置に固定されるように適合した被覆部材で、関節又はその隣接した身体部分の少なくとも一部を覆い、疾患を有する結合組織を、結合組織の成長、治癒又は修復を促進するのに十分な周波数及び持続時間の非侵襲性で低強度の超音波にさらすことを備え、被覆部材が、１つ以上の超音波変換器アセンブリを収容して保持するように適合した１つ以上の収容領域を備えることをさらに特徴とする、必要としている哺乳類の結合組織の成長若しくは治癒を促進するか、又は病変を治療する方法が提供される。
【００２５】
図面の簡単な説明
図面を参照して、本発明の特定の実施形態を後で説明する。図面は、次のように説明される。
図１は、主操作ユニット又はコントローラ及び配置モジュールを有し、本発明の方法を実施するための携帯型超音波治療器具の１つの実施形態を着用している患者の斜視図である。
図２Ａは、図１に示した携帯型超音波治療器具の配置モジュールの分解図である。
図２Ｂは、図１に示した携帯型超音波治療器具の配置モジュールの後下面図である。
図３は、変換器アセンブリと患者の膝関節の間に配置された超音波伝導ゲルで超音波を膝関節内の結合組織に当てる本発明の１つの実施形態による変換器アセンブリを示す断面図である。
図４は、超音波変換器アセンブリの１つの実施形態のための回路構成の１つの実施形態のブロック図である。
図４Ａは、超音波変換器アセンブリのための回路構成の別の実施形態のブロック図である。
図５は、携帯型超音波治療器具の第２実施形態の斜視図であり、肘関節領域内での結合組織の損傷又は病変を治療するための主操作ユニットコントローラ及び配置モジュールを示す。
図６は、携帯型超音波治療器具の第３実施形態の斜視図であり、肩関節領域内での結合組織の損傷又は病変を治療するための主操作ユニットコントローラ及び配置モジュールを示す。
図７は、携帯型超音波治療器具の第４実施形態の斜視図であり、主操作ユニットコントローラ及び配置モジュールを示す。
図８は、患者の足首に取り付けられた図７に示す携帯型超音波治療器具の斜視図である。
図９は、携帯型超音波治療器具の第５実施形態の斜視図であり、膝関節領域内での結合組織の損傷又は病変を治療するための主操作ユニット又はコントローラ及び配置モジュールを示す
図１０Ａは、図９に示す携帯型超音波治療器具の分解図である。
図１０Ｂは、図９に示す携帯型超音波治療器具の支持部材の斜視図である。
図１１Ａは、本発明による配置モジュールの別の実施形態の側面図である。
図１１Ｂは、図１１Ａの配置モジュールの後方斜視図である。
図１１Ｃは、図１１Ａ及び１１Ｂの配置モジュールの正面図である。
図１２Ａは、本発明による配置モジュールの別の実施形態の左斜視図である。
図１２Ｂは、図１２Ａに示す配置モジュールの右斜視図である。
図１２Ｃは、図１２Ａ及び１２Ｂに示す配置モジュールの分解斜視図である。
図１２Ｄは、図１２Ａから１２Ｃに示す配置モジュールの平面図である。
図１３Ａは、本発明による配置モジュールの別の実施形態の左斜視図である。
図１３Ｂは、図１３Ａに示す配置モジュールの右斜視図である。
図１４は、肩関節領域を治療するのに適した本発明の配置モジュールの実施形態を示す。図１４Ａは、胴領域を覆うように適合した配置モジュールの概略図である。図１４Ｂ及び１４Ｃは、開いた（１４Ｂ）及び閉じた（１４Ｃ）変換器ポートの至近距離からの斜視図である。
図１５Ａは、調節可能な肩関節装具形の本発明の配置モジュールの別の実施形態の概略図を示す。図１５Ｂ及び１５Ｃは、開いた（１５Ｂ）及び閉じた（１５Ｃ）変換器ポートの至近距離からの斜視図である。
図１６は、被覆部材が靴又はスニーカーである本発明の配置モジュールの実施形態を示す概略図であり、
図１７Ａは、配置モジュールの別の実施形態の概略図である。これは、用途が図１６のものに類似しているが、被覆部材が弾性又は伸縮性である。図１７Ｂは、変換器ポート又はアセンブリの至近距離からの概略図である。
図１８Ａは、手首又は手の領域へ超音波を加えるのに適した本発明による配置モジュールの実施形態の概略図である。図１８Ｂは、変換器ポート又はアセンブリの概略分解図である。
図１９は、肘関節領域に超音波を加えるのに適した本発明による配置モジュールの実施形態の概略図である。
図２０Ａは、本発明による治療無しでの、３週間後の羊の腱の移植片の顕微鏡写真である。
図２０Ｂは、本発明による超音波治療有りでの、３週間後の羊の腱の移植片の顕微鏡写真である。
図２１Ａは、本発明による治療無しでの、６週間後の羊の腱の移植片の顕微鏡写真である。
図２１Ｂは、本発明による超音波治療有りでの、６週間後の羊の腱の移植片の顕微鏡写真である。
図２１Ｃは、本発明による超音波治療有りでの、６週間後の羊の腱の移植片の関節内部の顕微鏡写真である。
図２１Ｄは、本発明による超音波治療有りでの、６週間後の羊の腱の移植片に近い骨髄の顕微鏡写真である。
図２２Ａは、治療無しでの、１２週間後の羊の腱の移植片の関節内部の顕微鏡写真である。
図２２Ｂは、本発明による超音波治療有りでの、１２週間後の羊の腱の移植片の関節内部の顕微鏡写真である。
図２２Ｃは、治療無しでの、１２週間後の羊の腱の移植片の顕微鏡写真である。
図２２Ｄは、本発明による超音波治療有りでの、１２週間後の羊の腱の移植片の顕微鏡写真である。
図２３Ａは、変形性関節症を有するモルモットの超音波で治療された膝関節からの組織の顕微鏡写真である。
図２３Ｂは、変形性関節症を有するモルモットの対照の膝関節からの組織の顕微鏡写真である。
図２４は、対照と比較して、治療された組織での血管新生（新脈管形成）の存在に対する組織学的評点を示す。
図２５は、対照と比較して、治療された組織での界面での骨の内殖を示す。
図２６は、対照と比較して、治療された組織に対する破損までのピーク負荷を示す。
図２７は、対照と比較して、移植片を破損させるのに必要なエネルギーを示す。
図２８は、対照と比較して、修復された組織の硬直を示す。
図２９Ａは、手術をしていない(自然のままの)挿入部位を示す。
図２９Ｂは、超音波で治療された修復を示す。
図２９Ｃは、対照の修復組織を示す。
図３０は、治療された組織に対する血管分布地の存在を示す。
図３１は、治療された組織に対する組織の組織化を示す。
図３２は、治療されていないものと比較して、治療された組織での巨視的な格付けを示す。
図３３は、治療されていないものと比較して、治療された組織での細胞充実性を示す。
図３４は、治療されていないものと比較して、治療された組織での血管分布地を示す。
図３５Ａは、対照の欠陥を示す。
図３５Ｂは、超音波で治療された欠陥を示す。
【００２６】
特定の実施形態の詳細な説明
本発明の超音波治療器具及び方法は、低強度で超高周波音響エネルギー（超音波）を非侵襲的に用いて、結合組織の損傷、欠陥又は病変を治療するか、又は虚血性又は移植された組織の血管新生を増加させる。結合組織の治療では、血管新生を増加させることは、結果的に治癒に貢献するが、血管新生を増加させる方法及び器具の使用は、結合組織の治療に限定されず、移植片組織、器官、又は生体外で生産された工学組織（engineered tissue）にも広がることが認識されるであろう。
【００２７】
上述したように、１つの実施形態では、本発明は、結合組織の損傷及び病変の治療並びに治癒の促進のための器具及び方法に関する。この方法は、外科手術的修復に随伴して治癒を早めるために用いることができる。また、外科手術なしで、組織の損傷を治癒するために単独で用いることができる場合もある（例えば、変性症、例えば変形性関節症、テンドノシス(tendonosis)、腱炎）。本発明の器具及び方法は、特に、関節に関連した結合組織（例えば、手又は足、手首、足首（アキレス腱）、膝関節（例えば、前十字靭帯、後十字靭帯、半月大腿靭帯、外側又は側副靭帯、四頭筋腱、薄筋腱、縫工筋腱、半腱様筋腱、膝窩筋腱、大内転筋腱、外側又は内側半月）、肘関節（外側、側副又は環状靭帯）、股関節、肩関節（棘上筋腱／回旋筋腱板／肩関節唇）、背骨及び首にあるもの）の治療での使用に適している。
【００２８】
本発明による治療が適する条件又は状況の非制限的な例は、変形性関節症のような変性症、靭帯、腱、椎間板、及び半月損傷、靭帯及び腱病変、外科手術的修復又は修飾（包縫合術（収縮）のような修飾処置を含む。）、及び椎間板の収縮のための処置（例えば、アイデット（Idet）処置）、及びこれらの組織（ここでは、制限された血流又は十分な血管供給の欠如がある組織を参照するために用いられる。）内に血管供給（新血管の成長）を誘起することによって血管新生を増加させる虚血性組織（例えば心筋梗塞になった心臓）の治療のための処置を含む。本発明は、移植された組織／器官内での血管新生を増加させ、又は体外で生産された組織工学移植片内に血管新生を増加させるためにも用いることができる。
【００２９】
本発明は、靭帯及び腱（例えば、回旋筋腱板腱修復、前十字靭帯、後十字靭帯、外側側副靭帯、内側側副靭帯、屈筋又は伸筋修復、アキレス腱、外科手術的腱移動又は腱ウィーブ）の外科手術的修復に付随させて用いることができる。
【００３０】
本発明は、外科手術に付随して、又は付随せずに、種々のテンドニオパシー(tendoniopathies)及び／又は酷使による損傷（外側又は内側外上顆炎（テニス肘）、手根管症候群、足底筋膜炎、アキレス腱炎などを含む。）の治療に適している。
【００３１】
本発明は、結合修復／再成長を支持するために体内に埋め込まれた足場上で再生する、又はこの中に成長する結合組織の速度、品質、血管新生を高めるためにも使用することができる。ここで使用される「足場」という用語は、３次元の、少なくとも一部が多孔性で、細胞の浸透を可能にするのに十分な間隙率を有する構造を意味する。足場表面は、細胞増殖と細胞外基質（ＥＣＭ）の生成が起こり、組織が横たわって再構成されるように細胞の付着及び成長を可能にする。
【００３２】
足場は、生体吸収性材料又は生体非吸収性材料で形成可能である。適切な生体吸収性材料は、例えば、次のモノマー又はその混合物（ヒドロキシ酸、特に乳酸、グリコール酸、カプロラクトン、ヒドロキシブチレート、ジオキサノン、オルトエステル、オルトカーボネート及び／又はアミノカーボネート）から形成される重合体及び／又は共重合体を含む生体吸収性重合体又は共重合体を含む。生体吸収性材料は、天然材料（例えば、コラーゲン、セルロース、フィブリン、ヒアルロン酸、フィブロネクチン、キトサン、又はこれらの材料の２つ以上の混合物）を含んでもよい。生体吸収性材料は、失活させた異種移植片及び／又は失活させた同種移植片を含んでもよい。生体吸収性セラミックス（例えば、モノ-、ジ-、オクタ-、a-トリ、ｂ-トリ、テトラ-リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、フルオロアパタイト、硫酸カルシウム、フッ化カルシウム、酸化カルシウム、又はこれらの材料の２つ以上の混合物）も足場材料として使用可能である。
【００３３】
足場での使用に適した生体非吸収性材料は、ポリエステル、特に芳香族ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート及び／又はポリブチレンテレフタレートのようなポリアルキレンテレフタレート）、ポリアミド、ポリアルケン（例えばポリエチレン及び／又はポリプロピレン）、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン炭素繊維、絹（天然又は合成）、炭素繊維、ガラス、及びこれらの材料の混合物を含む。
【００３４】
足場は、ヒドロゲルを含む材料から形成してもよい。適切なヒドロゲル材料の例は、エチレンジアミンのポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンブロック共重合体、多糖類、キトサン、ポリビニルアミン、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール、ポリエチレンイミン、ポリ-Ｌ-リジン、成長因子結合又は細胞付着分子結合誘導体、上記したものの誘導体、例えば、ポリアニオン、ポリカチオン、ペプチド、多糖類、脂質、核酸又は混合物、ブロック共重合体、又は上述したもの若しくはその対応するモノマーの共重合体の混合物、アガロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、キシログルカン、アセタン、カラゲナン、キサンタンガム／ローカストビーンガム、ゼラチン、コラーゲン（特にタイプ１）、ＰＬＵＲＯＮＩＣＳ（商標）、ＰＯＬＯＸＡＭＥＲＳ（商標）、ポリ-Ｎ-イソプロピルアクリルアミド、Ｎ-イソプロピルアクリルアミド共重合体である。
【００３５】
構造的には、足場は、織られた、不織（繊維状材料）、ニット、編み、クローシェ編みの材料、フォーム、スポンジ、樹状材料、又はこれらの２つ以上の組み合わせ又は混合物であってもよい。
【００３６】
外科手術の後に、超音波装置が、修復された組織の領域において、身体の外側に非侵襲的に用いられ（例えば、ゲルなどの結合媒体で皮膚に結合され）、治療を必要とする組織又は損傷していない損傷との界面に望ましくはパルス状の、超音波を伝えるように作動される。超音波にさらすことは、より速い、より高い品質の損傷の修復を促進する。骨の界面では、超音波は、骨の修復、及び修復又は移植された組織成長中への骨の成長を促進する。これは、例えば、腱、靭帯及び骨のより早い、より強い修復を引き起こし、これらの間の界面の一体性を向上させる。
【００３７】
本発明の方法及び器具は、外科手術処置を必要とせずに、結合組織の病変、例えば、変形性関節症、靭帯及び腱の状態を非侵襲的に治療するために用いることができる。この状態は、例えば、変形性関節症、鋭い裂け、慢性的な酷使による損傷、テンドノシス及び腱炎を含む腱の病変を含む。これらの場合には、装置は、損傷又は変性した腱又は靭帯上方の痛みの領域にある皮膚に用いられるであろう。超音波は、欠陥のある組織に伝搬し、外科手術を必要とすることなく、組織を刺激して再構成又は修復するであろう。次に、この治療は、上述したように、機械的耐負荷について組織の生体内の機能を向上させ、外科手術に関連したリスク及び欠点を避けるであろう。
【００３８】
上述したように、本発明の方法及び器具は、特に、ダメージを受けた半月の修復を促進するのに適している。これは、外科手術での修復の後に治癒プロセスを促進するために、又は外科手術の可能性のある代替として行われる。どんな理論にも縛られることなく、本発明は、特に役に立つように思える。なぜなら、これは、血管の成長とそれに伴う細胞の増殖（これらは、ダメージを受けた組織を治癒することができる。）を促進することによって、半月の血管のない「ホワイトゾーン」の治癒を促進するからである。さらに、半月の軟骨は、特に、組織の外周部で血管新生が起こっていて、内側には、血管のない領域がある。もし血管のある領域がダメージを受けると、その領域は、血液の供給があるので、通常、治癒又は修復が可能である。もし血管のない領域がダメージを受けると、血液の供給がないので、治癒せず、簡単には修復できず、半月板切除後の関節炎を引き起こすことがある。しかし、本発明の方法及び器具を用いると、血管新生を促進するという本発明の能力により、血管のない領域の修復が可能になる。
【００３９】
しかし、本発明の方法及び器具は、ダメージを受けた半月の血管新生を増加させるのに限定されず、血流が制限され、及び／又は十分な血管供給がない一般的な虚血性組織を治療するのに用いることもできる。例えば、本発明の方法及び器具は、移植された組織若しくは器官、又は体外で生産されて血管供給が乏しい組織工学移植片内への血管の供給若しくは成長を誘起するのに用いることができる。本発明は、組織の血管のない領域での組織の修復を促進するための部分的な血管の供給で組織を治療するために用いることができる。
【００４０】
組織の損傷、欠陥又は病変の外科手術的又は非外科手術的な治療に加えて、本発明の方法及び器具は、組織の修飾治療、例えば包縫合術又は椎間板の収縮、又は関連又は類似した組織収縮処置に付随して用いることもでき、このような処置の成功率及びこれを受ける患者の利益を著しく高める。上述したように、熱エネルギーを使用して、結合組織の構成を変化させ、それによって関節の緩みを取り除く方法は、組織のダメージに関連した問題と結びつく。細胞の生存力の喪失、血液供給の喪失、機械的一体性の低下は、組織収縮処置と関連した利点の多くを喪失させるという結果になる場合がある。
【００４１】
本発明の方法及び器具は、血管再生と細胞再増殖を促進することによって、これらの潜在的な不都合な効果に対処し、その結果、通常の生体機械的一体性へ修復又は回復させる手段を提供する。本発明は、組織を収縮させる能力、及びその縮小した配置で組織を急速に治癒する能力を追加し、その結果、以前は達成が困難であった新たな治療オプションを提示する。本発明は、このように、これ以外の方法では治療が困難なケースに対して、減少した外科手術処置（すなわち、侵襲性及び外傷がより少ない処置）と関連して著しい利点を有する新たな治療方法を実用的なものとする。本発明の方法及び器具で達成可能な治癒時間の減少は、弱くなった組織が伸ばされる機会を減少させることを意味する。リハビリテーション時間の減少は、患者が通常の活動に戻るのを早めることを可能にする。本発明の方法及び器具と、高周波組織収縮技術を用いた最小限に侵襲性である処置の組み合わせは、劇劇にリハビリテーション時間を減少させ、外科手術なしで広い範囲の患者及び障害を治療する機会を与える処置を提供する。
【００４２】
本発明の方法及び器具は、薬理的な治療モードと組み合わせることができ、この組み合わせは、本発明の一部を形成する。例えば、本発明の方法は、公知の成長因子治療（ＴＧＦβを含む形質転換成長因子βスーパーファミリー、骨形態形成タンパク質（ＢＭＰ，例えばＢＭＰ２、ＢＭＰ４）、形態形成タンパク質由来の軟骨（ＣＤＭＰ，例えばＣＤＭＰ−１，ＣＤＭＰ−２）、及び成長分化因子（例えばＧＤＦ５）、脈管形成因子（アンジオジェニン）、血小板由来の細胞成長因子（ＰＤ−ＥＣＧＦ）、血小板由来の成長因子（ＰＤＧＦ）、血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）、上皮増殖因子ファミリー、例えばＥＦＧ、形質転換成長因子アルファ（ＴＧＦα）、血小板由来の成長因子、例えばＰＤＧＦ−Ａ、ＰＤＧＦ−Ｂ、ＰＤＧＦ−ＢＢ、線維芽細胞成長因子、例えばＢＦＧＦ、肝細胞成長因子（ＨＧＦ）、インシュリン類似成長因子、例えばＩＧＦ−１，ＩＧＦ−II、成長ホルモン（ＧＨ）、インターロイキン（例えばＩＬ−１，ＩＬ−１１）、結合組織成長因子（ＣＴＧＦ）、副甲状腺ホルモン関連蛋白（ＰＴＨｒｐ）、自己成長因子（例えば、血液及び血小板由来の因子）、これらの材料の少なくとも２つの混合物を含むがこれに限定されない。）と共に用いることができる。成長因子治療と共に、本発明の方法及び器具は、より速い、より高い品質の修復をもたらす。この成長因子の適切な量は、超音波治療無しでの治療での使用についての技術で知られている通りである。
【００４３】
下でさらに詳しく説明するが、本発明の器具は、被覆する組織を通って治療される組織の部位に超音波エネルギーを向ける１つ以上の超音波治療ヘッドを含む。何れの理論にも縛られることなく、超音波エネルギーは、組織の修復を誘起する機械的な刺激を与え、組織への血管成長及び血流を誘起し、治癒又は修復プロセスを助ける。この刺激は、成長因子及び新脈管形成、基質生成、細胞増殖に重要であると知られている生物学的分子の増加による血管新生に関わる分子的なメカニズムの結果によると思われる。この経路は、細胞機能を調節する信号変換分子によって媒介されているであろう。
【００４４】
超音波は、一般に、約１〜約２ＭＨｚの間、さらに詳しくは約１．５ＭＨｚの周波数を有する低強度の超音波である。超音波は、望ましくは、パルス状であり、約１０〜約２０００マイクロ秒、さらに詳しくは約２００マイクロ秒のパルス幅を有し、約０．１から約１０ＫＨｚ、さらに詳しくは約１ＫＨｚの繰り返し周波数を有する。
【００４５】
超音波エネルギーは、１つ以上の変換器によって放射される。特に、ある種のタイプの靭帯損傷の治療には複数の変換器が望ましいことが多く、存在する場合には、治療される領域に隣接して適切に配置するように、アレイ状に構成することができる。例えば、ＡＣＬ外科手術修復は、それぞれが別の変換器ヘッドにある複数の変換器で治療することができる。１つの治療ヘッドは、脛骨管の領域で膝関節の外側に用いられる。別の治療ヘッドは、移植片の中央セクションの領域で膝関節に用いられる。別の治療ヘッドは、大腿骨管の領域で膝関節に用いられる。複数の変換器は、エネルギーを同時に（例えば、同時のパルスで）に、又はパルスを順次放射するように段階的に、放射するように設定することもできる。
【００４６】
本発明の器具の１つの実施形態は、人間工学的に構成され、ストラップ又は他の固定手段を有する配置モジュールを含み、ストラップ又は他の固定手段は、配置モジュールと、それに取り付けられた変換器又は治療ヘッドを治療を必要としている患者の身体の一部に隣接させて、固定する。少なくとも１つの超音波変換器アセンブリは、配置モジュール内に取り付けられ、又は埋め込まれ、所望の治療部位に近接して種々の解剖学的領域に適切に配置される。種々のタイプの超音波変換器及び信号が提供される。例えば、ウィンダー達に対する米国特許第５，５２０，６１２号で説明され、図に描写されたものである。特に、損傷部位に音響エネルギーを与えるのに少なくとも１つの変換器が用いられている、その特許の図７−１１に図示された変換器及び配置である。その器具は、携帯型で人間工学的に構成され、患者が身に付けることができ、超音波変換器に制御信号を与える主操作ユニット（MOU）を利用する。適切なＭＯＵの例は、タリッシュ達に対する米国特許第５，５５６，３７２号で説明されている。
【００４７】
図面に移ると、特に図１では、本発明による便利な携帯型超音波治療器具１０の１つの実施形態が示される。超音波治療器具１０は、ＭＯＵ１２と、配置モジュール１４と、超音波変換器アセンブリ又は治療ヘッド１６を含む。
【００４８】
配置モジュール１４は、それぞれに延長部２４が取り付けられた少なくとも２つ又は３つのチャネル２２を含む配置サポート２０を含む。各延長部は、一端に、又は超音波変換器アセンブリ１６を保持する変換器ポケット２６を備える。各延長部２４は、長手方向の動きに加えて数レンジの動き（例えば、長手方向の動きに対して関節をなす(articulate)。）を有することが考えられる。
【００４９】
配置モジュール１４は、配置バンド２８をさらに含み、配置バンド２８は、スロット３０と協働して配置サポート２０を患者に固定する。配置バンド２８は、配置モジュール１４を患者にしっかりと固定するように構成される。配置サポート２０の内面を覆うのにスポンジ状材料３２を用い、患者に快適さを与えることができる（図２Ａ及び２Ｂ）。配置サポート２０は、硬質プラスチックで構成可能であり、これは、患者の特定の身体部分ためにカスタム成形可能である。
【００５０】
図２Ａ及び２Ｂを参照すると、延長部２４は、ネジ３３及び親指ネジ３４により配置サポート２０に取り付けられる。ネジ３３は、スロット３５及び延長部２４にある穴３６を通って親指ネジ３４に通される。延長部２４は、親指ネジ３４を取り外し(unthread)、スロット３５に沿ってネジ３３を移動させ、新しい配置で親指ネジ３４にネジ３３を通すことによって、種々の位置に移動させて何れのサイズの患者をも収容することができる。
【００５１】
変換器アセンブリ１６は、図４及び４Ａに概略を示すと共に下で説明する、少なくとも１つの変換器を励振させる回路を含むことができ、ケーブル３７及びワイヤ３９によってＭＯＵに連結される。ワイヤ３９は、配置サポート２０に連結される。ケーブル３は、好ましくは、デジタル信号に加えて、比較的低い周波数のＲＦ又は光信号を伝送可能な多芯ケーブルである。ケーブル３７は、同軸ケーブル又は別のタイプの適切な遮蔽ケーブルを含むことができる。信号は、連続的に、又は一連のパルスとして伝送可能である。
【００５２】
動作時には、配置モジュール１４は、図３に示すように、各変換器アセンブリ１６が治療部位を覆うように患者の身体に配置されて固定される。患者の希望により、配置モジュール１４を患者に固定する前に、位置特定リング（例えば、米国特許出願第０８/３８９，１４８号に開示されたもの）を使用して、損傷した骨の位置を定め、変換器アセンブリの１つで骨の損傷を覆うことができる。配置モジュール１４が一旦適切に配置されると、変換器アセンブリ１６内の変換器が所定時間励振される。図３に示すように、超音波伝導ゲル３８が、変換器アセンブリ１６と患者の身体の損傷部分との間に配置され、超音波が結合組織４０に伝わる際の減衰を防止する。
【００５３】
また、１つ以上の変換器が治療部位から反射された診断用データを受け取るように転用可能であることも検討される。これは、損傷部位と治療プロセスのリアルタイム評価を可能にする。
【００５４】
図４を参照すると、超音波変換器アセンブリの回路の１つの実施形態のブロック図が示される。変換器アセンブリの回路１７は、ケーブル３７を介してＭＯＵ１２内の信号発生器によって送られた信号を受け取る受信器／ＲＦ発振器５０を含む。受信器／ＲＦ発振器５０は、変換器１６を励振する変換器ドライバ５２に接続される。図４Ａに、変換器アセンブリ回路１７の別の実施形態を示す。この実施形態では、超音波変換器アセンブリ１６は、変換器アセンブリ１６内のコンポーネントに電力を供給する内蔵電池６０を含む。例えば、内蔵電池６０は、信号監視回路６２と信号ドライバ６６に電力を供給する。信号監視回路６２は、好ましくは、変換器ドライバ７０の出力波形特性を表すデジタル出力信号６８を提供する。これらの特性は、デジタルディスプレイ上に表示され、例えば、変換器１６の周波数、パルス繰り返し周波数、パルス幅及び平均出力を含むことができる。信号監視回路６２の出力信号は、ドライバ６６とケーブル３７によりＭＯＵ１２内の信号発生器に送られる。信号発生器は、信号特性を調整するプロセッサとスイッチを含むことができる。ＭＯＵ１２からの制御信号は、ケーブル３７を介して受信器７２によって受け取られる。安全又は固定インターロック７４（配置モジュール１４又は変換器アセンブリ１６の外面にスイッチを含むことができる。）は、変換器アセンブリ１６の内部コンポーネントに電力を供給する前に配置モジュール１４が適切に配置されることを保証する。
【００５５】
本発明の携帯型超音波治療器具の第２実施形態は、図５に示し、符号２００で全体が指し示される。治療器具２００は、ＭＯＵ１２と、延長部２０６を介して配置モジュール２０４に取り付けられた変換器アセンブリ２０２とを含み、肘関節領域の組織の修復又は治癒を超音波で促進する。各変換器アセンブリ２０２は、ケーブル２１８によってＭＯＵ１２に接続されたパワー変換器２１２を含む。超音波伝導ゲル２１２は、変換器アセンブリ２０２と患者の身体の治療部位との間に配置され、超音波が治療される組織に伝わる際の減衰を防止する。種々の患者を収容するために、延長部２０６は、親指ネジ２２０を取り外す(unthread)ことによって、数箇所に調節可能である。各変換器アセンブリ２０２用の回路は、第１実施形態について開示され、図４及び４Ａに概略的に示されたものに類似したものにすることができる。
【００５６】
また、適切な導電性プラスチック、例えば炭素、ステンレススチール、ニッケル又はアルミニウム繊維のいずれかを含む導電性ＡＢＳプラスチックで配置モジュール２０４ｂを形成し、変換器アセンブリ２０２をケーブル２１８に接続させるワイヤを省くことが考えられる。このような実施形態では、導電性の配置モジュール２０４は、ケーブル２１８を介して変換器アセンブリ２０２をＭＯＵ１２に電気的に接続させるために用いられるであろう。
【００５７】
図６を参照すると、本発明の携帯型超音波治療器具の第３実施形態が示される。この実施形態では、治療器具３００は、ＭＯＵ１２と、配置モジュール３０４と、超音波変換器アセンブリ３０６を含む。配置モジュール３０４は、肩関節領域への配置用に構成され、配置バンド３１０及び配置サポート３１２を含む。各変換器アセンブリ３０６は、ケーブル３１８によってＭＯＵ１２に接続され、各アセンブリ３０６内の変換器アセンブリ回路に電力を供給する。回路（図示せず）は、第１及び第２実施形態について開示され、図４及び４Ａに概略的に示されたものに類似したものにすることができる。
【００５８】
動作時に、変換器アセンブリ３０６内の変換器は、所定時間励振され、肩関節領域内の関節軟骨に対して超音波を当てる。
【００５９】
本発明の携帯型超音波治療器具の第４実施形態は、主に結合組織の治療に適しており、図７及び８に示される。この実施形態では、器具４００は、ストリップ４０６にあるポケット４０４内に配置された少なくとも１つの超音波変換器アセンブリ４０２を含む。変換器アセンブリ４０２は、多くの患者の解剖学的な差異を収容するように複数の配置でポケット４０４内に並べることができる。ストリップ４０６は、自己連結（self-tieing）素材４０５によって図８に示すように所望の治療部位に近接して固定される。ストリップ４０６は、ワイヤ４０７及びケーブル４０８によって、ストリップ４０６に取り付けられた少なくとも１つの超音波変換器アセンブリ４０２を励振するための回路を含むＭＯＵ１２に接続される。
【００６０】
動作時に、少なくとも１つの変換器アセンブリ４０２が励振されて、図８に示す治療部位に超音波を当てる。治療の間、超音波伝導ゲルが、ストリップ４０６と患者の身体の間に配置され、超音波の減衰を防止することが考えられる。
【００６１】
また、適切な導電性プラスチック、例えば炭素、ステンレススチール、ニッケル又はアルミニウム繊維のいずれかを含む導電性ＡＢＳプラスチックでストリップ４０６を形成し、少なくとも１つの超音波変換器４０２をケーブル４０８に電気的に接続させるワイヤを省くことも考えられる。
【００６２】
本発明の携帯型超音波治療器具の第５実施形態は、主に結合組織の治療に適しており、図９−１０Ｂに示される。この実施形態では、器具５００は、ＭＯＵ１２と、図１０Ｂに示す凹状板５０６の内面にあるポケット５０４内に配置される３つの超音波変換器アセンブリ５０２を含む。凹状板５０６は、下部にスロット５０９を有する垂直棒５０８の一端に配置される。器具５００は、太腿(thigh)サポート５１２と脚(leg)サポート５１４を有する固定サポートモジュール５１０を含む。
【００６３】
図１０Ａの分解図に示すように、太腿サポート５１２は、太腿サポート板５１６と、固定バンド５１８と、ネジ５２２及び親指ネジ５２４によって太腿サポート板５１６に取り付けられた２つの水平固定延長部５２０を含む。脚サポート５１４は、脚サポート板５２６と、固定バンド５２８と、脚サポート板に取り付けられた２つの垂直固定延長部５３０を含む。垂直棒５０８は、脚サポート５１４にあるチャネル５３２内に取り付けられるように構成される。垂直棒５０８は、ネジ５３４と親指ネジ５３６によって、チャネル５３２に固定される。垂直棒５０８は、種々の患者を収容するように、親指ネジ５３６を取り外す（unthread）ことによって、チャネル５３２に沿って垂直に動かすことができる。
【００６４】
太腿サポート５１２及び脚サポート５１４は、ネジ５３８と親指ネジ５４０で水平固定延長部５２０と垂直固定延長部５３０を固定することによって互いに固定され、治療の間に患者が脚に対して太腿を動かさないようにし、変換器アセンブリ５０２を適切な位置に固定した状態を保つことを保証する。変換器アセンブリ５０２は、穴５４４に差し込まれたケーブル５４２を介して超音波変換器アセンブリ５０２を励振する回路を含むＭＯＵ１２に接続される。治療の間、超音波伝導ゲルが凹状板５０６に取り付けられた変換器５０２と、患者の身体の間に配置され、超音波の減衰を防止することが考えられる。
【００６５】
上述した配置モジュールの別の実施形態も、本発明の一部を形成し、図１１−１９に示される。配置モジュールのこれらの実施形態は、一般に、関節又は関連する肢又は他の隣接した解剖学的構造の一部を覆うか又は取り囲む被覆部材を含み、超音波変換器又は超音波変換器を含むアセンブリ用のアタッチメントポイントを提供する。被覆部材は、調節可能であるが、一旦関節上に又はその周辺に配置されると一定の位置に留まることが意図されており、アタッチメントポイントは、超音波変換器又はアセンブリを適切に配置するための基準系を提供し、超音波を治療部位に向ける。ここで示した実施形態は、特に、人間の膝関節での使用に適合しており、ＡＣＬ領域へ超音波治療を提供するようにさらに適合しているが、これらの実施形態は、用途がそのように限定されたものではなく、他の関節で、又は膝関節内の他の結合組織を治療するのに、容易に使用し、又は使用に適合させることができる。
【００６６】
図１１Ａ，１１Ｂ及び１１Ｃは、上側及び下側固定ストラップ６０４，６０６によって膝の下側に固定された被覆部材６０２を有する配置モジュール６００の実施形態を示す。被覆部材６０２（柔軟性（例えば、布地）であるか又は剛性（例えば、プラスチック）である。）は、超音波変換器アセンブリ６１２，６１４を収容するように適合した収容領域６０８，６１０を含む。超音波変換器アセンブリ６１２，６１４は、超音波変換器ポート６１６，６１８を含むストラップとして示され、マジックテープ（登録商標）用（hook-and-loop）布地（例えばＶＥＬＣＲＯ）によって、被覆部材６０２に固定可能である。ここで使用される用語「超音波変換器アセンブリ」は、超音波変換器を収容し、保持することができるアセンブリを意味し、変換器は、取り付けられていてもいなくてもよい。被覆部材にあるアタッチメントポイントに変換器アセンブリを適切に配置することによって、超音波変換器は、超音波を外科手術領域に向けるように適切に配置され、そうでなければ、不安定（discomfort）になる。
【００６７】
図１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ及び１２Ｄは、本発明による配置モジュール７００の別の実施形態を示す。被覆部材７０２（剛性又は柔軟性の何れであってもよい。）は、膝関節の前面を覆い、ストラップ７０４及び７０６によって脚に固定される。被覆部材７０２は、収容領域７０８，７１０を含み、超音波変換器ポート７１６，７１８を含む超音波変換器アセンブリ７１２，７１４を収容するように適合している。図示された実施形態では、配置モジュール７００は、関節を所定位置で保持するように調節される剛性の支柱７２０も含む。図１２Ｃで最もよく分かるように、剛性の支柱７２０は、ロックアウトギア７２４に適合する固定蝶番又は旋回軸７２２によって調節可能なように設けることができる。固定蝶番又は旋回軸７２２は、オプションのＤ−リング７２６とも適合し、安全性を高めるためのオプションのストラップか、オプションの超音波変換器アセンブリを使用可能にする。図１１に示す配置モジュールと同様に、超音波変換器アセンブリ７１２，７１４は、固定ストラップ７０４，７０６のような、マジックテープ（登録商標）(hook and loop closures)で被覆部材に固定されるストラップである。
【００６８】
図１３Ａ及び１３Ｂは、膝関節と脚の一部を取り囲む柔軟で弾性布地からなる被覆部材８０２を有する配置モジュール８００のさらに別の実施形態を示す。収容領域８０８，８１０は、超音波変換器が直接挿入可能なように、布地自体の中に配置される。弾性素材は、変換器を所定位置に保持し、超音波をＡＣＬ治療部位に向ける。
【００６９】
図１４Ａは、配置モジュール９００の別の実施形態を示し、胴を覆って着用可能である布地シャツ（被覆部材を形成する）９０２を示す。このシャツは、変換器ポート９０４（１つが図示されているが、多くのポートが存在可能である。）を有する。図１４Ｂは、変換器ポート９０４の至近距離からの図を示す概略図であり、変換器ポートキャップ９０８が閉じた位置にある。図１４Ｃは、変換器９０６が見えるように、変換器ポートキャップ９０８が開いた位置にあるのを示す概略図である（類似のポートが、別の図で示した実施形態で使用可能である。）。被覆部材又は布地シャツ９０２は、弾性又は伸縮性布地、例えばスパンデックス(Spandex)などから作ることができ、患者の肌の近くに変換器ポートを保持する。
【００７０】
図１５Ａは、調節可能な肩関節装具形の配置モジュール９００の別の実施形態を示す。被覆部材９０２は、弾性又は伸縮性素材から作ることができ、変換器ポートを肌の当接させてしっかりと保持する。被覆部材９０２は、胴の周りに配置可能で、１つ以上のアタッチメントポイント９１０によって固定可能な保持ストラップ９１０によって、適切に固定可能である。保持ストラップ９１０及び被覆部材９０２は、身体の周りを包み込む一体型部品にすることができ、また、２つのアタッチメントポイントを有する２つの独立した部品の布地から形成することもできる。図１４に示す実施形態と同様に、図１５Ａに示す肩関節装具は、超音波の治療を肩関節領域にある結合組織へ供給するようによく適合している。図１５Ｂ及び図１５Ｃに示された変換器アセンブリ又はポート９０４の実施形態は、図１４Ｂ及び図１４Ｃに関連して上で説明した通りである。
【００７１】
図１６は、配置モジュール９００の実施形態を示し、被覆部材９０２は、変換器アセンブリ又はポート９０４が取り付けられた靴又はスニーカーである。図示のように、配置モジュール９００は、例えば、アキレス腱損傷の修復又は治療のために、足首領域にある組織へ超音波を与えるように特に適合している。しかし、変換器アセンブリ又はポート９０４は、足首又は足(foot)の他の部分に超音波を加えるために、靴又はスニーカーの別の領域に容易に配置可能である。
【００７２】
図１７Ａは、配置モジュール９００の別の実施形態を示す。これは、図１６のものに用途が類似しているが、被覆部材９０２が、変換器ポート又はアセンブリ９０４を皮膚に当接させてしっかりと所定位置に保持する弾性又は伸縮性布地である。図１６に示す実施形態と同様に、足又は足首の別の組織に超音波を加えるために、変換器ポート又はアセンブリの配置は、変更可能である。図１７Ｂに示す変換器アセンブリ又はポート９０４の実施形態は、図１４Ｃに関連して上述した通りである。
【００７３】
図１８Ａは、手首又は手の領域へ超音波を加えるのに適した配置モジュール９００の実施形態を示す。被覆部材９０２は、手首を取り囲み、変換器ポート又はアセンブリ９０４を患者の皮膚に当接させて保持する調節可能なストラップを形成する。図１８Ｂに示す変換器アセンブリ又はポート９０４の実施形態は、図１４Ｃに関連して上述した通りである。
【００７４】
図１９は、肘領域へ超音波を加えるのに適した配置モジュール９００の実施形態を示す。被覆部材９０２は、変換器ポート又はアセンブリ９０４を皮膚に当接させてしっかりと所定位置に保持する弾性又は伸縮性布地である。肘の外側に配置されたものを示しているが、変換器ポート又はアセンブリ９０４は、所望により、肘の内面に沿って配置可能である。
【００７５】
実施例
本発明の方法と装置の評価を可能にするために、ＡＣＬの軟部組織の移植片（指伸筋腱）再構成の羊モデルを利用した。修飾したＡＣＬ再構成は、７頭の群が３つで２１頭について行った。対照群（超音波治療行わない。）を２頭とし、実験群（１日当たり連続２０分間超音波治療を行う。）を５頭とし、３，６、１２週の終わりに、回収した。
【００７６】
全ての動物について右後肢の手術を行った。前十字靱帯（ＡＣＬ）は、前−内関節切開によって、挿入部位で見えるようにして除去した。ＡＣＬ再構成は、指伸筋腱の移植片を用いて行った。腱の移植片は、二刺し切開によって、同じ肢から回収した。移植片は、＃２のエチボンド（Ethibond）を用いてかがり縫い（whip stitched）し、アキュフェックスグラフトマスター（Acufex Graftmaster）を用いて準備した。移植片は二重にし、脛骨及び大腿骨にある４．５ｍｍの管を通過させた。骨のポストを覆う脛骨固定と、大腿骨側でエンドボタン（Endobutton）固定を用いた。次に、標準的な縫合技術を用いて外科手術の切開部を閉じた。次に、動物を回復させ、外科手術の次の日に実験群のメンバーについて超音波治療を開始した。
【００７７】
治療群の動物は、研究を行っている間、パルス状の低強度の超音波（１．５ＭＨｚ、１ＫＨｚで２００μｓのバースト幅のパルス）で、１日当たり２０分間治療した。２つの超音波変換器を有する超音波装置を用いた。一方の変換器は、移植片を含む大腿骨管上方の皮膚（羊毛は剃った。）に取り付け、他方は、脛骨アタッチメント管上方の皮膚に取り付けた。変換器は、治療の間、ストラップにより所定位置に保持した。
【００７８】
動物は、致死量の麻酔薬の静脈注射によって、外科手術から３，６，１２週間後に犠牲にした。それぞれの右後肢から軟部組織と筋肉を剥ぎ取り、最低７２時間、１０％のリン酸緩衝ホルマリン中に固定した（２４時間毎に取り替えた。）。大腿骨及び脛骨の管は、鋸を用いて分離し、１０％の蟻酸−ホルマリン溶液で石灰質を取り除いた。大腿骨及び脛骨の管は、関節隙から外皮に向かって、２−３ｍｍのスライスに切断し、パラフィンの埋め込みのために、カセット内に配置した。ミクロトームで５ミクロンの厚さの断片を切り出し、顕微鏡分析のために、ヘマトキシリンとエオシンで染色した。
【００７９】
超音波治療の３週間後、対照動物（図２０Ａ）と超音波で治療した動物（図２０Ｂ）からの組織の組織学的画像間には、目に見える際立った差異がある。超音波で治療した移植片では、腱の束の間にある腱の中への線維組織の細胞浸透がある。倍率が２０倍の画像には、矢印で指し示す新脈管形成／血管新生がある。移植片は、非常に細胞が充実しており、細胞は、丸々として活発な（基質を生産する）細胞である。対照的に、対照サンプル（図２０Ａ）は、血管新生の兆候を示さない。移植片内の細胞は、壊死しており、腱は、変性し始めている。
【００８０】
超音波から６週間後、図２１Ｂに示すように、移植片内に広範囲に渡る新脈管形成がある。倍率が２倍の図中の黒点は、全て新たな血管である。これらの血管内の赤血球は、倍率が１０倍の画像では見ることができる。倍率が２０倍のものでは、移植片の至る所に生存細胞が存在し、移植片と骨管の界面に新たな骨の沈積と、シャーペー線維(Sharpey's fibres)がある。シャーペー線維は、移植片を骨管に固定する骨片である。対照的に、図２１Ａに示す対照の組織学的画像は、血管新生の兆候がほとんど見られない。腱内の細胞は、非常にまばらであり、骨と腱の界面にシャーペー線維はほとんど見られない。図２１Ｃ及び２１Ｄに示すように、超音波治療から６週間後に、脈管形成のレスポンスは、非常にはっきりとし、移植片の関節内断片や骨髄が新たな血管を含んだ。
【００８１】
１２週間後には、対照群での移植片の関節内断片は、図２２Ａに示すように、僅かな細胞と血管を残して、本質的に死んでいる。対照的に、超音波で治療した移植片は、図２２Ｂに示すように、非常に細胞が多く、赤血球を含んで機能できる血管を含む。図２２Ｄに示すように、治療した移植片の顕微鏡写真は、超音波の後に、骨と腱の界面に健康的で活発な細胞を有する成熟した組織があることを示す。強度を高めるシャーペー線維が、大量に移植片内に浸透している。対照的に、図２２Ｃの対照移植片の顕微鏡写真は、細胞がほとんどなくて線維組織が緩み、骨と腱の界面にシャーペー線維がほとんどないのを示す。
【００８２】
組織学的断片には、血管新生（新脈管形成）の存在について、目隠し法で２人の独立した観察者が、評点を与えた。そのデータを図２４に示す。全ての時点において、パルス状の低強度の超音波(カルトゲン（Cartogen）)で、対照に比べて、著しく多くの血管新生がある。
【００８３】
組織学的断片には、骨と腱の界面で成長している骨の存在について、目隠し法で２人の独立した観察者が採点した。そのデータを図２５に示す。全ての時点において、パルス状の低強度の超音波(カルトゲン)で、対照に比べて、著しく多くの成長している骨がある。
【００８４】
４８頭の羊を８頭ずつの群に分けて、軟部組織の移植片再構成の研究をさらに行った。３，６，１２週に８頭の対照と８頭の治療した動物があった。外科手術処置と超音波治療は、上述した通りである。各動物の右肢を犠牲にして、そこから軟部組織を剥ぎ取り、ＡＣＬを傷つけずに、全ての靭帯と腱を切除した。修復組織／再構成の質は、インストロン（Instron）引張試験機を用いて、破壊するまで試験した。図２６から２８は、パルス状の低強度の超音波治療が、破壊までのピーク負荷（図２６）、移植片を破壊するのに必要なエネルギー（図２７）、修復された組織の剛性（図２８）を高めることを示す。さらに、表１の破壊モードは、治療によって影響される。対照サンプルの破壊モードの多くは、大腿骨管からの引き出し（pullout）であり、これとは対照的に、パルス状の低強度の超音波で治療したサンプルでは、関節内領域で破壊する。これは、治療によって、初期の再構成プロセスでは弱く連結されている骨管における優れた一体性を刺激することができることを示す。
【００８５】
表１：破壊モード
【表１】
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【００８６】
実施例２
この研究には、変形性関節症（ＯＡ）を自然に患うハートレー（Hartley）変形（strain）モルモットを用いた。この変形は、生後６から１２ヶ月の間に、人のＯＡに似た変形性関節症を患う。このＯＡは、疾病の初期ステージでの内側脛骨プラトーに限定される。
【００８７】
この研究には、８頭の動物を利用した。研究が開始されるとき、動物は、生後２ヶ月であった。動物の左肢を、パルス状の低強度の超音波（１．５ＭＨｚ、１ＫＨｚで２００μｓのバースト幅のパルス）で４ヶ月間治療した。超音波は、１日に２０分間、１週間に５日間、与えた。まず膝関節の剃毛を行った後に、左膝の内側にゲルで超音波変換器を皮膚に取り付けた。変換器は、ストラップを用いて、治療の間、所定位置に保持した。動物は、４ヶ月の治療の後、生後６ヶ月で終わらせた。
【００８８】
超音波で治療した膝関節（図２３Ａ）と対照の膝関節（図２３Ｂ）を切り出し、１０％の蟻酸−ホルマリン溶液で石灰質を取り除いた。次に、膝関節をパラフィン中に埋め込んだ。ミクロトームで５ミクロンの厚さの断片を切り出し、顕微鏡分析のために、トルイジンで染色した。超音波治療の４ヶ月後、治療した膝関節と対照の膝関節の間にＯＡの度合い／深刻さについてはっきりとした違いがあった。超音波で治療した膝関節の内側脛骨プラトー上の軟骨は、図２３Ａに示すように、完全なままであったが、一方、対照の膝関節上の軟骨は、図２３Ｂに示すように、変形の兆候を示していた。この観察（軟骨の薄厚化、欠陥、表面での凹凸）は、生後６ヶ月までにＯＡを患った動物で一貫して観察された。
【００８９】
実施例３
２つの縫合糸アンカーを用いて、片側の膝蓋骨腱再構成の羊モデルを用いた。３，６，１２週の時点で、５頭のパルス状の低強度の超音波で治療した動物と２頭の対照動物を用いて、全部で２１頭であった。このモデルは、人間の肩の回旋腱板の修復に類似した、骨に対して平坦な腱を表すために用いた。
【００９０】
膝関節には、脛骨結節の高さで、前内側面の２ｃｍの切開部から、アプローチした。外科手術処置は、脛骨の挿入部で、膝蓋骨腱を分離し、再装着することを必然的に伴う。脛骨結節は、洗浄しながら高速のバー（burr）で、全ての腱、挿入線維軟骨、骨膜を取り除いて裸にした。２つのSmith & Nephewの縫合糸アンカー（２．７ｍｍ）を骨内に挿入し、腱を骨に再度接近させるために、かがり縫いの方法で、縫合糸を用いた。創傷は、３−０  デキソン（Dexon）を用いた層で閉じた。治療する動物は、犠牲になるまで、パルス状の低強度の超音波（１．５ＭＨｚの正弦波の２００μｓのバーストで、１ｋＨｚでの繰り返し、３０ｍＷ／ｃｍ２）を毎日２０分間受けた。超音波は、内側面の関節上にある修復組織に隣接して加えた。
【００９１】
組織学的分析
膝蓋骨腱−近位脛骨を回収し、４８時間ホルマリン中に固定した。サンプルは、蟻酸−ホルマリン溶液で石灰質を完全に取り除いた。近位挿入は、外側から内側へ１−４で標識された４つの断片に分割した。断片は、外側から内側へ１−４で標識し、パラフィン中に埋め込み、ライカ（Leica）マイクロトームで切断した。
【００９２】
３週の時点では、腱−骨界面は、治療していない動物では、まとまりが悪く、細胞が多く、密度が小さい軟部組織で満たされていた。超音波で治療した動物は、羊の膝での関節内モデルでの３週の時点で観察されたものに類似した活発な界面を示した。超音波で治療した群では、活発な新骨形成の島がはっきりと分かり、全体の印象では界面はさらに活発である。界面での新たな血管新生は、対照と比較して、超音波で治療したサンプルでは非常に注意を引いた。
【００９３】
６週の時点では、超音波で治療した群は、腱−骨界面で、コラーゲン線維の組織化の高まりと新たに形成された基質を示した。一方、対照断片は、主に、未成熟でまとまりが悪い、界面を有する高密度の軟部組織を示した。超音波で治療した群の細胞は、丸々とし、活発な細胞であることを示していた。腱−骨界面での血管新生は、対照と超音波で治療された群の両方で見られたが、定性的な評価では治療した群では血管新生が多かったようであった。腱−骨界面以外では、超音波群では、骨自体の活発さが、目を引いた。
【００９４】
１２週の時点では、超音波で治療した群では、線維から軟骨組織と石化した骨へ遷移する透明で広いゾーンがあった。一方、対照サンプルは、ばらばらになった修復組織を示す。パルス状の低強度の超音波治療は、より組織化され、元気がよく、成熟した組織（図２９Ｂ）を生み出し、これは、対照（図２９Ｃ）と比較して、手術をしていない（自然のままの）挿入部位（図２９Ａ）に類似した形態学的外観を有していた。シャーペー線維と、腱と骨の間の咬合は、対照（図２９Ｃ）と比較して、治療したサンプル（図２９Ｂ）で再生された。このレベルの成熟度は、治療なしで修復されたサンプルでは、観察されなかったことに注意すべきである。
【００９５】
腱−骨界面での修復組織の組織化及び血管新生は、２人の独立した観察者が目隠し法で採点した。図３０及び３１のグラフに示すように、パルス状の低強度の超音波で治療したサンプルは、血管新生及び組織の組織化に対して、評点が著しく高かった。
【００９６】
実施例４
半月板修復の２つの羊モデルを利用した。第１のモデルでは、１０頭の大人の羊について、両側性の外科手術を行った。膝関節は、前内側面の２ｃｍの切開部からアプローチした。膝関節を９０°に屈曲させ、８ｍｍの全層切開部を、各膝関節の前内側の半月内に円周方向に形成した。それから、その裂け目を、Smith & Nephewのファーストフィックス(Fast-Fix)半月修復装置で修復した。切り口は、３−０  デキソン（Dexon）で閉じた。
【００９７】
別のモデルでは、１０頭の大人の羊について、同じような両側性の外科手術を行った。但し、８ｍｍの裂け目の代わりに、各膝関節の前内側半月内に全層円筒欠陥を形成した。治療する動物は、右肢に、犠牲になるまで、パルス状の低強度の超音波（１．５ＭＨｚの正弦波の２００μｓのバーストで、１ｋＨｚでの繰り返し、３０ｍＷ／ｃｍ２）を毎日２０分間受けた。超音波は、内側面の関節上にある修復組織に隣接して加えた。回収の際に、手術を行った半月を切り出し、ホルマリン中に４８時間固定した。次に、ワックスで処理し、組織学的に切断し、染色した。
【００９８】
半月の裂け目モデルサンプルには、細胞の充実度と血管新生の程度について、微視的な修復の兆候に対して評点を行った。図３２から３４は、パルス状の低強度の超音波は、微視的な格付け（図３２）、細胞充実度（図３３）、血管新生度（図３４）に関して、治療していない対照と比較して、右側の治療した半月に、より高い評点を生じさせた。
【００９９】
パルス状の低強度の超音波の円筒欠陥は、新たな修復組織（図３５Ｂ）で半月の損傷のいくらかの充填を刺激した。この充填は、治療していない損傷のいずれにも観察されなかった（図３５Ａを参照）。超音波治療での半月修復の刺激を示している。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】
2005523132.tif 000004
【図２ａ】
2005523132.tif 000005
【図２ｂ】
2005523132.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
2005523132.tif 000009
【図５】
2005523132.tif 000010
【図６】
2005523132.tif 000011
【図７】
2005523132.tif 000012
【図８】
2005523132.tif 000013
【図９】
2005523132.tif 000014
【図１０ａ】
2005523132.tif 000015
【図１０ｂ】
2005523132.tif 000016
2005523132.tif 000017
【図１１Ｂ】
2005523132.tif 000018
2005523132.tif 000019
【図１２Ａ】
2005523132.tif 000020
【図１２Ｂ】
2005523132.tif 000021
【図１２Ｃ】
2005523132.tif 000022
【図１２Ｄ】
2005523132.tif 000023
【図１３Ａ−Ｂ】
2005523132.tif 000024
【図１４】
2005523132.tif 000025
2005523132.tif 000026
2005523132.tif 000027
【図１５】
2005523132.tif 000028
【図１６】
2005523132.tif 000029
【図１７】
2005523132.tif 000030
【図１８】
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【図１９】
2005523132.tif 000032
【図２０Ａ−Ｂ】
2005523132.tif 000033
【図２１Ａ−Ｂ】
2005523132.tif 000034
【図２１】
2005523132.tif 000035
2005523132.tif 000036
【図２２】
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2005523132.tif 000038
2005523132.tif 000039
2005523132.tif 000040
【図２３】
2005523132.tif 000041
【図２４】
2005523132.tif 000042
【図２５】
2005523132.tif 000043
【図２６】
2005523132.tif 000044
【図２７】
2005523132.tif 000045
【図２８】
2005523132.tif 000046
【図２９Ａ】
2005523132.tif 000047
【図２９Ｂ】
2005523132.tif 000048
【図２９Ｃ】
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【図３０】
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【図３１】
2005523132.tif 000051
【図３２】
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【図３３】
2005523132.tif 000053
【図３４】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【国際調査報告】
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