(57)【要約】超音波治療装置は、生体組織（Ｓ）に対して集束超音波（Ｕ１）を照射して生体組織（Ｓ）の深部に位置する集束超音波（Ｕ１）の焦点（Ｆ）近傍を生体組織（Ｓ）の熱変性温度以上の温度に加熱する治療超音波照射部（３）と、生体組織（Ｓ）に対してエネルギ波（Ｕ２）を照射して焦点（Ｆ）近傍を熱変性温度未満の温度に加熱する予熱エネルギ照射部（４）とを備え、該予熱エネルギ照射部（４）が、治療超音波照射部（３）と焦点（Ｆ）との間に位置する生体組織（Ｓ）に対して加熱作用を及ぼさないエネルギ波（Ｕ２）を生体組織に照射する。
2016117077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織の表面に対向して配置され、前記生体組織に対して集束超音波を照射して前記生体組織の深部に位置する前記集束超音波の焦点近傍を前記生体組織の熱変性温度以上の温度に加熱する治療超音波照射部と、
前記生体組織に対してエネルギ波を照射して前記焦点近傍を前記熱変性温度未満の温度に加熱する予熱エネルギ照射部とを備え、
該予熱エネルギ照射部が、前記治療超音波照射部と前記焦点との間に位置する前記生体組織に対して加熱作用を及ぼさない前記エネルギ波を前記生体組織に照射する超音波治療装置。
【請求項２】
前記予熱エネルギ照射部が、前記治療超音波照射部による前記集束超音波の照射方向とは異なる方向から前記エネルギ波を前記生体組織に対して照射する請求項１に記載の超音波治療装置。
【請求項３】
前記予熱エネルギ照射部によって加熱された前記焦点近傍の温度を測定する予熱温度測定部と、
該予熱温度測定部によって測定された温度に基づいて、前記治療超音波照射部から前記生体組織に対して照射する前記集束超音波の強度および照射時間のうち少なくとも一方を設定する治療超音波設定部とを備える請求項１に記載の超音波治療装置。
【請求項４】
前記予熱温度測定部が、前記焦点近傍の温度を実測する温度センサを備える請求項３に記載の超音波治療装置。
【請求項５】
前記予熱温度測定部が、前記予熱エネルギ照射部による前記エネルギ波の照射条件に基づいて前記焦点近傍の温度を算定する請求項３に記載の超音波治療装置。
【請求項６】
前記治療超音波照射部から前記生体組織に照射される前記集束超音波の前記焦点を移動させる治療領域移動機構と、
前記予熱エネルギ照射部から前記生体組織に照射される前記エネルギ波の照射領域を移動させる予熱領域移動機構と、
前記エネルギ波による前記照射領域の加熱と、前記エネルギ波によって直前に加熱された前記照射領域の前記集束超音波による加熱とを、前記照射領域および前記焦点の位置を変更しながら交互に実行するように、前記治療超音波照射部、前記エネルギ照射部、前記治療領域移動機構および前記予熱領域移動機構を制御する制御部とを備える請求項１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】
前記エネルギ波が、超音波である請求項１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】
前記エネルギ波が、マイクロ波である請求項１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９】
前記エネルギ波が、レーザ光である請求項１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１０】
互いに異なる種類の前記エネルギ波を出力する複数種類の前記予熱エネルギ照射部と、
ユーザによって治療条件が入力される入力部と、
該入力部に入力された前記治療条件に応じて、治療に使用する前記予熱エネルギ照射部の種類を選択する予熱手段選択部とを備える請求項１から請求項９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。
【背景技術】
【０００２】
従来、１点に集束する超音波（集束超音波）による生体組織の治療において、生体組織の患部に相当する領域を加熱する予備加熱モードと焼灼モードとを有し、生体組織を２段階で加熱する超音波治療装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、まず、予備加熱モードにおいて、弱い超音波を生体組織に照射して生体組織を熱変性温度未満の温度に予熱する。この後に、焼灼モードにおいて、予熱された生体組織に超音波を照射して生体組織を熱変性温度以上に加熱し、生体組織を焼灼している。このようにすることで、焼灼モードにおいては、弱い超音波を使用して短時間で生体組織を焼灼することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７５９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、予備加熱用の超音波および焼灼用の超音波が同一の超音波振動子から生体組織に対して照射される。すなわち、生体組織の同一範囲に超音波が２回照射される。特に、小型で焦点距離が短い体内式の集束超音波治療装置の場合には、生体組織の表面に近い位置から超音波を照射するため、超音波の焦点近傍以外の領域である生体組織の表面および内部に当る照射経路の領域についても超音波によって高温に加熱され得る。その結果、焦点近傍の患部以外の部分も意図せずに焼灼される場合があり得る。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、集束超音波が照射される経路上の生体組織の表面および内部の加熱を防ぎ、患部のみを選択的に焼灼することができる超音波治療装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体組織の表面に対向して配置され、前記生体組織に対して集束超音波を照射して前記生体組織の深部に位置する前記集束超音波の焦点近傍を前記生体組織の熱変性温度以上の温度に加熱する治療超音波照射部と、前記生体組織に対してエネルギ波を照射して前記焦点近傍を前記熱変性温度未満の温度に加熱する予熱エネルギ照射部とを備え、該予熱エネルギ照射部が、前記治療超音波照射部と前記焦点との間に位置する前記生体組織に対して加熱作用を及ぼさない前記エネルギ波を前記生体組織に照射する超音波治療装置を提供する。【０００７】
本発明によれば、生体組織の深部に位置する患部に集束超音波の焦点が一致するように、治療超音波照射部を生体組織に対向配置し、治療超音波照射部から生体組織へ集束超音波を照射すると、患部に超音波が集束することによって患部が局所的に加熱および焼灼される。ここで、集束超音波の照射に先立って予熱エネルギ照射部から生体組織へエネルギ波を照射して患部近傍を予熱しておくことによって、患部近傍を予熱しない場合と比べて、患部の焼灼に必要な集束超音波のエネルギおよび照射時間を低減することができる。【０００８】
この場合に、治療超音波照射部と焦点との間に位置する生体組織はエネルギ波によって予熱されない。したがって、予熱の後に、患部が焼灼されるまで集束超音波を生体組織に照射したときに、治療超音波照射部と焦点との間において、特に生体組織の表面において、生体組織が熱変性温度以上の温度まで加熱されることが防止される。これにより、生体組織が照射される経路上の生体組織の表面および内部の加熱を防ぎ、患部のみを選択的に焼灼することができる。【０００９】
上記発明においては、前記予熱エネルギ照射部が、前記治療超音波照射部による前記集束超音波の照射方向とは異なる方向から前記エネルギ波を前記生体組織に対して照射してもよい。
このようにすることで、エネルギ波の伝播経路と集束超音波の伝播経路とが異なるので、生体組織の同一範囲がエネルギ波および集束超音波の両方によって加熱されることをより確実に防止することができる。【００１０】
上記発明においては、前記予熱エネルギ照射部によって加熱された前記焦点近傍の温度を測定する予熱温度測定部と、該予熱温度測定部によって測定された温度に基づいて、前記治療超音波照射部から前記生体組織に対して照射する前記集束超音波の強度および照射時間のうち少なくとも一方を設定する治療超音波設定部とを備えていてもよい。
このようにすることで、エネルギ波の照射によって予熱された患部の温度に応じて、超音波を過不足無く患部に照射して患部を確実に焼灼することができる。【００１１】
上記発明においては、前記予熱温度測定部が、前記患部または該患部近傍の温度を実測する温度センサを備えていてもよい。
このようにすることで、患部のより正確な温度を得ることができる。【００１２】
上記発明においては、前記予熱温度測定部が、前記予熱エネルギ照射部による前記エネルギ波の照射条件に基づいて前記焦点近傍の温度を算定してもよい。
このようにすることで、センサ等の機器が不要であるので、装置構成を簡易にすることができる。【００１３】
上記発明においては、前記治療超音波照射部から前記生体組織に照射される前記集束超音波の前記焦点を移動させる治療領域移動機構と、前記予熱エネルギ照射部から前記生体組織に照射される前記エネルギ波の照射領域を移動させる予熱領域移動機構と、前記エネルギ波による前記照射領域の加熱と、前記エネルギ波によって直前に加熱された前記照射領域の前記集束超音波による加熱とを、前記照射領域および前記焦点の位置を変更しながら交互に実行するように、前記治療超音波照射部、前記エネルギ照射部、前記治療領域移動機構および前記予熱領域移動機構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、生体組織の広範囲の焼灼を効率的に行うことができる。【００１４】
上記発明においては、前記エネルギ波が、超音波であってもよい。
このようにすることで、超音波が有する振動エネルギが生体組織において熱エネルギに変換されることによって生体組織を予熱することができる。特に、脂肪による超音波の吸収率は、他の種類の組織に比べて高いので、超音波を用いて脂肪を選択的に予熱することができる。【００１５】
上記発明においては、前記エネルギ波が、マイクロ波であってもよい。
このようにすることで、マイクロ波が有する電磁エネルギが生体組織において熱エネルギに変換されることによって生体組織を予熱することができる。特に、１ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの周波数域のマイクロ波は水分子による吸収率が高い。したがって、上記周波数域のマイクロ波を用いて水分子が豊富に存在する領域を効率的にかつ選択的に予熱することができる。【００１６】
上記発明においては、前記エネルギ波が、レーザ光であってもよい。
このようにすることで、レーザ光が有する光エネルギが生体組織において熱エネルギに変換されることによって生体組織を予熱することができる。１１００ｎｍよりも短い波長域の光は、血管を含まない組織よりも血管性組織によるエネルギ吸収が大きく、血管性組織において熱エネルギに変換されやすい。特に、４００ｎｍ付近の波長域の光は赤血球による吸収率が高く、６６０ｎｍ前後の波長域の光は還元ヘモグロビンによる吸収率が高く、９００ｎｍ以上の波長域の光は酸化ヘモグロビンによる吸収率が高い。したがって、上記波長域のレーザ光を用いて上記波長域の血管を選択的に予熱することができる。【００１７】
上記発明においては、互いに異なる種類の前記エネルギ波を出力する複数種類の前記予熱エネルギ照射部と、ユーザによって治療条件が入力される入力部と、該入力部に入力された前記治療条件に応じて、治療に使用する前記予熱エネルギ照射部の種類を選択する予熱手段選択部とを備えていてもよい。
このようにすることで、ユーザによる予熱エネルギ照射部の種類の適切な選択を支援することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、集束超音波が照射される経路上の生体組織の表面および内部の加熱を防ぎ、患部のみを選択的に焼灼することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波治療装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の超音波治療装置における挿入部先端部の構成を示す図である。
【図３】図１の超音波治療装置における予熱超音波照射部の変形例を示す図である。
【図４】図１の超音波治療装置における治療超音波照射部の変形例を示す図である。
【図５】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６】図１の超音波治療装置のもう１つの変形例を示す全体構成図である。
【図７】図６の超音波治療装置の予熱動作および焼灼動作の一例を説明する図である。
【図８】図７の予熱動作および焼灼動作によって予熱および焼灼される領域を示す図である。
【図９】図６の超音波治療装置の予熱動作および焼灼動作のもう１つの例を説明する図である。
【図１０】図９の予熱動作および焼灼動作によって予熱および焼灼される領域を示す図である。
【図１１】図７および図９の焼灼動作において、治療超音波の強度の調整方法を説明する図である。
【図１２】図１の超音波治療装置のもう１つの変形例とその使用方法の一例を説明する図である。
【図１３】図１の超音波治療装置のもう１つの変形例とその使用方法の一例を説明する図である。
【図１４】図１の超音波治療装置のもう１つの変形例とその使用方法の一例を説明する図である。
【図１５】図１４の超音波治療装置の変形例を示す図である。
【図１６】図１４の超音波治療装置のもう１つの変形例を示す図である。
【図１７】図１４の超音波治療装置のもう１つの変形例を示す図である。
【図１８Ａ】図１４の超音波治療装置のもう１つの変形例を示す図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの超音波治療装置の治療超音波照射部およびマイクロ波照射部を正面から見た図である。
【図１９】図１の超音波治療装置のもう１つの変形例を示す図である。
【図２０】図１９の超音波治療装置の変形例を示す図である。
【図２１】図１の超音波治療装置のもう１つの変形例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の一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説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置１は、図１および図２に示されるように、生体内に挿入可能な細長い挿入部２の先端部に設けられた治療超音波照射部３および予熱超音波照射部（予熱エネルギ照射部）４と、２つの超音波照射部３，４を駆動制御する駆動制御部５と、超音波照射部３，４の動作をユーザが操作するための操作部６と、生体組織Ｓの超音波画像を取得する画像取得部７と、超音波画像を表示する表示部８とを備えている。
【００２１】
治療超音波照射部３は、例えば凹面状の放射面３ａを有するＨＩＦＵ（Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）素子のような超音波トランスデューサを備え、駆動制御部５からＨＩＦＵ素子へ駆動信号が供給されることによって、放射面３ａから該放射面３ａの焦点Ｆに集束する治療超音波Ｕ１を放出する。図２に示されるように、焦点Ｆが生体組織Ｓの深部に位置している状態で治療超音波Ｕ１が生体組織Ｓに照射されると、焦点Ｆにおいて最も速く温度が上昇し、さらに焦点Ｆから周囲へ熱が伝搬することによって焦点Ｆを中心とする３次元の領域が加熱されるようになっている。生体組織Ｓ内部において焦点Ｆを中心とする加熱領域は、照射ビームの中心軸に沿う長軸を有するようなほぼ楕円形状の範囲となる。治療超音波照射部３の放射面３ａの形状は、焦点を形成できる形状であれば凹面状でなくてもよい。
【００２２】
予熱超音波照射部４は、平坦状の放射面４ａを有する超音波素子を備え、駆動制御部５から超音波素子へ駆動信号が供給されることによって、放射面４ａから予熱超音波（予熱エネルギ波）Ｕ２を放出する。予熱超音波Ｕ２が生体組織Ｓに照射されると、該予熱超音波Ｕ２の照射領域において温度が均一に加熱されるようになっている。予熱超音波照射部４は、図３に示されるように、複数設けられていてもよい。また、放射面４ａは、患部付近の予熱効果を得るためにほぼ平行な照射経路を形成するような曲率を有し、これにより効果的に広い予熱領域を加熱することができるようになっている。一方、予備加熱を複数の焦点位置Ｆで行うことによっても広い領域を予熱することができる。さらに、治療超音波照射部の放射面３ａと同様に、放射面４ａを凹面状とし、周りの予備加熱すべき領域を加熱し熱拡散させるような予熱超音波Ｕ２の照射を行ってもよい。
【００２３】
治療超音波照射部３および予熱超音波照射部４は、治療超音波Ｕ１の音軸と予熱超音波Ｕ２の音軸とが焦点Ｆで交差するように、放射面３ａ，４ａ同士が互いに傾いて配置されている。これにより、治療超音波Ｕ１および予熱超音波Ｕ２は、焦点Ｆにおいては互いに重なり合うが、放射面３ａ，４ａから焦点Ｆまでの間においては、治療すべき加熱領域を除き互いに重なり合わずに別々の経路を伝搬する。したがって、放射面３ａと焦点Ｆとの間において生体組織Ｓがその表面および内部において予熱超音波Ｕ２によって加熱されないようになっている。
【００２４】
ここで、予熱超音波Ｕ２は、生体組織Ｓを、該生体組織Ｓが熱変性を起こす熱変性温度未満の温度（例えば、約５０℃）に加熱可能なエネルギを有する。治療超音波Ｕ１は、その焦点Ｆ近傍において、予熱超音波Ｕ２によって予熱された生体組織Ｓを熱変性温度以上の温度（例えば、約７０℃）に加熱可能なエネルギを有する。
治療超音波照射部３は、図４に示されるように、予熱超音波Ｕ２の照射範囲内において、焦点Ｆの位置を移動可能であってもよい。
【００２５】
駆動制御部５は、予熱超音波照射部４を所定時間だけ作動させて予熱超音波Ｕ２によって生体組織Ｓを加熱する予熱動作を実行し、その後に、治療超音波照射部３を作動させて治療超音波Ｕ１によって焦点Ｆ近傍をさらに加熱する焼灼動作を実行する。これにより、生体組織Ｓは、まず、焦点Ｆを含む予熱超音波Ｕ２の照射領域において体温よりも高くかつ熱変性温度未満の温度まで予熱され、続いて、予熱された領域のうち焦点Ｆ近傍のみが熱変性温度以上の温度まで加熱されて焼灼されるようになっている。
【００２６】
操作部６は、超音波照射部３，４による治療の開始指示および停止指示をユーザによって入力可能となっている。また、操作部６は、各超音波Ｕ１，Ｕ２の照射条件（例えば、各超音波Ｕ１，Ｕ２の周波数および強度、予熱動作における予熱超音波Ｕ２の照射時間）をユーザによって入力可能となっている。ユーザが操作部６を介してこれらの各指示や条件を入力することに代えて、予め設定された条件に基づいて駆動制御部５が超音波照射部３，４の駆動制御を実行するように自動化されていてもよい。
【００２７】
画像取得部７は、超音波照射部３，４の近傍に設けられ、焦点Ｆを含む範囲に診断用の超音波を送信および受信する超音波プローブ（図示略）を備えている。画像取得部７は、超音波プローブによって受信された超音波の情報に基づいて生体組織Ｓの超音波画像を生成し、生成された超音波画像を表示部８に出力する。
なお、画像取得部７は、治療超音波照射部３と生体組織Ｓとの相対位置を把握できる手段であればよく、例えば、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置等の体外式の撮影装置であってもよい。
【００２８】
次に、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の作用について説明する。
本実施形態に係る超音波治療装置１を用いて生体組織Ｓの深部に位置する患部を治療するには、治療超音波Ｕ１の焦点Ｆが患部に一致するように、放射面３ａを生体組織Ｓの表面に対向させて治療超音波照射部３を配置する。治療超音波照射部３の患部に対する位置決めは、表示部８に表示された超音波画像を確認しながら行われる。
【００２９】
次に、操作部６への治療の開始指示の入力に基づいて、駆動制御部５が、治療超音波照射部３および予熱超音波照射部４の駆動を開始し、予熱動作および焼灼動作を順番に実行する。まず、駆動制御部５は、予熱超音波照射部４を作動させ、生体組織Ｓの患部へ予熱超音波Ｕ２を所定時間、照射する。これにより、患部が熱変性温度未満の温度に予熱される。次に、駆動制御部５は、治療超音波照射部３を作動させ、患部へ向かって治療超音波Ｕ１を照射する。これにより、患部が、熱変性温度以上の温度に加熱される。ユーザは、超音波画像に基づいて患部が焼灼された否かを判断し、患部が焼灼されたと判断したときに、操作部６へ治療の停止指示を入力して治療超音波Ｕ１の照射を停止させる。
【００３０】
この場合に、本実施形態によれば、予熱超音波Ｕ２によって予熱された領域を、熱変性温度以上の温度までさらに加熱するために必要な治療超音波Ｕ１の強度および照射時間は、治療超音波Ｕ１のみで生体組織Ｓを熱変性温度以上の温度まで加熱するために必要な強度および照射時間に比べて、弱く短くなる。すなわち、比較的低強度の治療超音波Ｕ１の短時間の照射によって患部を焼灼することができるという利点がある。
【００３１】
また、体内式の超音波治療装置１の挿入部２は細径であり、超音波照射部３，４の超音波素子の寸法が小さく制限されるため、治療超音波Ｕ１の焦点距離が短くなる。したがって、放射面３ａ，４ａから生体組織Ｓまでの距離が近くなり、超音波Ｕ１，Ｕ２によって生体組織Ｓの表面も加熱される。本実施形態によれば、焦点Ｆ近傍以外の領域においては、予熱超音波Ｕ２および治療超音波Ｕ１のうち一方しか照射されない。したがって、患部が焼灼されるまで治療超音波Ｕ１を生体組織Ｓに照射したときに、患部以外の領域が熱変性温度以上の温度まで加熱されることがなく、患部のみを選択的に焼灼することができるという利点がある。
【００３２】
なお、本実施形態においては、図５に示されるように、予熱動作によって予熱された焦点Ｆ近傍における温度を測定する予熱温度測定部９を備え、駆動制御部（治療超音波設定部）５が、予熱温度測定部９によって測定された温度に基づいて、治療超音波照射部３による治療超音波Ｕ１の照射条件を設定してもよい。
予熱温度測定部９は、焦点Ｆ近傍における温度を実測する温度センサ（図示略）を備える。温度センサは、非接触で温度を測定する方式のもの、例えば、赤外線温度センサであることが好ましい。特に患部が深部に位置する場合には、予熱温度測定部９として、ＭＲＩのような患部の温度をモニタリングする装置や、生体組織Ｓの表面温度を計測して焦点Ｆ近傍における温度を推定する方式のものを用いてもよい。
【００３３】
駆動制御部５は、焦点Ｆ近傍における温度と、治療超音波Ｕ１の照射条件とを対応付けた関数またはテーブルを保持している。照射条件とは、例えば、治療超音波Ｕ１の強度および照射時間である。関数またはテーブルには、焦点Ｆ近傍における温度が高い程、治療超音波Ｕ１の強度が弱くなるように、または／かつ、照射時間が短くなるように、温度と照射条件とが対応付けられている。駆動制御部５は、予熱動作の後、予熱温度測定部９によって測定された温度と対応づけられた治療超音波Ｕ１の照射条件を関数またはテーブルから取得し、取得した照射条件で治療超音波Ｕ１を患部に照射する。
【００３４】
予熱超音波Ｕ２による予熱の温度は、生体組織Ｓの種類や環境等に応じて異なる。したがって、予熱温度測定部９によって焦点Ｆ近傍における温度を測定し、測定された温度に応じて治療超音波Ｕ１の照射条件を設定することで、患部に対して治療超音波Ｕ１を過不足無く照射して患部を確実に焼灼することができる。
【００３５】
予熱温度測定部９は、温度センサによって焦点Ｆ近傍における温度を実測することに代えて、駆動制御部５から取得した予熱超音波Ｕ２の照射条件（例えば、強度および照射時間）に基づいて、焦点Ｆ近傍における温度を理論的に算定してもよい。この場合、予熱温度測定部９は、例えば予備実験によって取得した予熱超音波Ｕ２の照射条件と焦点Ｆ近傍における温度との相関関係に基づいて決定された関数を用いて、焦点Ｆ近傍における温度を算定する。この場合、温度センサが不要であるので、装置の小型化を図ることができる。
【００３６】
予熱温度測定部９によって測定された温度の実測値または算定値は、ユーザが焦点Ｆにおける現在の温度を認識できるように、表示部８にリアルタイムに表示してもよい。このようにすることで、ユーザは、操作部６への入力により超音波照射部３，４による治療の開始指示および停止指示を効果的に行うことができるようになる。さらに、予熱温度測定部９によって測定された温度の実測値または算定値に基づき、駆動制御部５が超音波照射部３，４による治療の開始指示および停止指示を行うように自動化してもよい。
【００３７】
また、本実施形態においては、図６に示されるように、治療超音波Ｕ１の焦点Ｆを移動させる治療領域移動機構１０と、予熱超音波Ｕ２の照射領域を移動させる予熱領域移動機構１１とが設けられていてもよい。この場合、駆動制御部（制御部）５は、図７から図１０に示されるように、生体組織Ｓへの予熱超音波Ｕ２の照射と予熱超音波Ｕ２の照射領域の移動とを交互に繰り返すように、予熱超音波照射部４および予熱領域移動機構１１を制御する。また、駆動制御部５は、直前に予熱超音波Ｕ２によって予熱された領域への焦点Ｆの移動と、焦点Ｆへの治療超音波Ｕ１の照射とを交互に繰り返すように、治療超音波照射部３および治療領域移動機構１０を制御する。
【００３８】
このようにすることで、大きな患部を小さな領域に区切って順番に焼灼することができる。予熱超音波Ｕ２と治療超音波Ｕ１の照射のタイミングは、図７および図８に示されるようにずれていてもよく、図９および図１０に示されるように同時であってもよい。
【００３９】
図６から図１０の変形例においては、予熱超音波Ｕ２によって予熱される領域の大きさが、治療超音波Ｕ１によって熱変性温度以上の温度まで加熱される領域の大きさと同等となるように、予熱超音波Ｕ２も集束超音波であることが好ましい。このように、予熱する領域を限定することで、仮に患部の外側に治療超音波Ｕ１が照射されてしまったときに患部の外側が焼灼されることを防止することができる。
【００４０】
また、図６から図１０の変形例においては、図１１に示されるように、駆動制御部（治療超音波設定部）５が、焦点Ｆの移動の都度、治療超音波Ｕ１の強度を低下させてもよい。２か所目以降の生体組織Ｓの焼灼の際には、既に加熱されている周辺領域からの熱伝導によって、焦点Ｆ近傍がより高い温度に予熱されるので、より弱い治療超音波Ｕ１を用いて生体組織Ｓを焼灼することができる。治療超音波Ｕ１の強度を低下させることに加えて、またはこれに代えて、治療超音波Ｕ１の照射時間を短縮してもよい。
【００４１】
また、本実施形態においては、治療超音波照射部３および予熱超音波照射部４が、同一の挿入部２に設けられていることとしたが、これに代えて、図１２に示されるように、別々の挿入部２，２’に設けられていてもよい。この場合、治療超音波照射部３と予熱超音波照射部４とを患部を間に挟んで対向配置し、治療超音波Ｕ１および予熱超音波Ｕ２を、患部に対して互いに反対側から照射することが好ましい。図１２に示される例においては、患部である膵臓を間に挟んで位置する胃と十二指腸とに治療超音波照射部３および予熱超音波照射部４をそれぞれ配置し、治療超音波Ｕ１と予熱超音波Ｕ２とを膵臓に向かって互いに反対側から照射している。
【００４２】
また、本実施形態においては、予熱超音波Ｕ２によって患部を直接予熱することとしたが、これに代えて、患部の近傍に位置する近傍組織を加熱し、加熱された近傍組織からの熱伝導によって患部を間接的に予熱してもよい。
図１３には、心臓を内側から焼灼する治療において、心臓表面を覆う脂肪に対して心臓の外側から予熱超音波Ｕ２を照射して脂肪を加熱し、脂肪からの熱伝導によって患部を予熱する例を示している。脂肪は、筋肉等の他の組織に比べて超音波に対する吸収率が高いので、予熱超音波Ｕ２を用いて脂肪を選択的に加熱することができる。同様の予熱方法は、表面が脂肪によって覆われている他の臓器（例えば、肝臓、胃、腸）の治療にも用いることができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、生体組織Ｓを予熱するためのエネルギ波として超音波Ｕ２を用いることとしたが、これに代えて、他のエネルギ波、例えば、マイクロ波またはレーザ光を用いてもよい。
【００４４】
図１４は、予熱超音波Ｕ２に代えて、マイクロ波Ｍを放射する変形例を示している。水による吸収率が高い周波数域（例えば、１ＧＨｚ〜２０ＧＨｚ）のマイクロ波Ｍを生体組織Ｓに照射することによって、水が豊富に存在する領域、例えば、尿が貯留している膀胱および尿道を選択的に加熱することができる。したがって、膀胱または尿道の近傍に位置する前立腺および子宮の治療においては、マイクロ波Ｍによって膀胱または尿道を加熱し、膀胱または尿道を熱源として前立腺または子宮を間接的に予熱してもよい。
【００４５】
図１４には、体外から膀胱または尿道へ向かってマイクロ波Ｍを照射する体外式が示されているが、体内において患部へマイクロ波Ｍを照射する体内式を採用してもよい。
図１５は、体内式の一例を示している。図１５においては、患部である前立腺を間に挟んで位置する直腸と尿道とに治療超音波照射部３およびマイクロ波Ｍを放射するマイクロ波照射部１２をそれぞれ配置し、治療超音波Ｕ１とマイクロ波Ｍとを前立腺に向かって互いに反対側から照射している。
【００４６】
マイクロ波照射部１２を用いる場合、図１６から図１８Ｂに示されるように、挿入部２の先端部から突出可能に設けられた注射針１５を用いて患部の近傍に生理食塩水等の水溶液Ｄを注射し、注射された水溶液Ｄをマイクロ波Ｍによって加熱することによって患部を間接的に予熱してもよい。この場合、治療超音波照射部３と患部との間において生体組織Ｓが予熱されることを防止するために、患部よりもさらに深い位置に水溶液Ｄを注射する。
【００４７】
マイクロ波Ｍは、図１６に示されるように、患部に対して治療超音波Ｕ１とは反対側から照射されてもよい。あるいは、図１７から図１８Ｂに示されるように、患部に対して治療超音波Ｕ１と同一側から照射されてもよい。図１７において、マイクロ波Ｍの水溶液Ｄへの照射方向は、治療超音波Ｕ１の患部への照射方向とは異なっている。図１８Ａおよび図１８Ｂにおいて、マイクロ波Ｍの水溶液Ｄへの照射方向は、治療超音波Ｕ１の患部への照射方向と同一である。患部におけるマイクロＭの吸収が、注射された水溶液Ｄによるマイクロ波Ｍの吸収に対して十分に小さい場合には、マイクロ波Ｍ照射時の水溶液Ｄの加熱に対して、生体組織Ｓの表面温度が高くならない。したがって、図１８Ａおよび図１８Ｂに示されるように、治療超音波Ｕ１とマイクロ波Ｍとが同軸に射出されるように、治療超音波照射部３の円環状の放射面とマイクロ波照射部１２の円状の放射面とを同軸に配置してもよい。
【００４８】
図１９および図２０は、予熱超音波照射部４に代えて、レーザ光Ｌを生体組織Ｓに照射するレーザ光照射部１３を備えた変形例を示している。生体組織Ｓに含まれる特定成分が高い吸収率を有する波長域のレーザ光Ｌを生体組織Ｓに照射することによって、生体組織Ｓの特定の領域を選択的に加熱することができる。
１１００ｎｍ以上の波長域のレーザ光は、血管性組織および血管を含まない組織による吸収が同程度であるが、生体組織Ｓ内の水分子によって強く吸収されるので、水分子の豊富な領域を選択的に加熱することができる。
【００４９】
１１００ｎｍ未満の波長域のレーザ光Ｌは、血管を含まない組織よりも血管性組織によってより強く吸収されるので、血管性組織を選択的に加熱することができる。例えば、赤血球による吸収率が高い４００ｎｍ付近の波長域のレーザ光Ｌを用いた場合には、血管が選択的に加熱される。特に、酸化ヘモグロビンの吸収ピーク波長である約９００ｎｍのレーザ光Ｌを用いた場合には、新生血管等の酸素量の豊富な血管が選択的に加熱される。したがって、毛細血管や新生血管が豊富に存在し、かつ、血流が穏やかである腫瘍をレーザ光Ｌによって選択的に予熱することができる。
【００５０】
レーザ光Ｌの照射による血管の温度上昇が患部の他の組織の温度上昇よりも十分に大きいときには、レーザ光照射部１３を、図１８Ａおよび図１８Ｂに示されるマイクロ波照射部１２と同様に配置し、治療用超音波Ｕ１およびレーザ光Ｌを患部に対して同一方向に照射してもよい。
【００５１】
血流が速い血管を加熱する場合には、圧迫等によって血流を停止した状態でレーザ光Ｌを照射してもよい。
レーザ光Ｌは、定常波であってもよく、高周波パルスであってもよい。定常波に比べて高いエネルギを有する高周波パルスを用いた場合には、より効率的に生体組織Ｓを予熱することができる。
【００５２】
また、本実施形態においては、上述した複数種類の予熱エネルギ照射部４，１２，１３を備え、さらに、治療条件に応じて適切な予熱エネルギ照射部の種類を選択してユーザに対して推奨する予熱手段選択部１４を備えていてもよい。図２１には、一例として予熱エネルギ照射部４，１２，１３が治療超音波照射部３と同一の挿入部２の先端部に設けられている構成を示しているが、予熱エネルギ照射部４，１２，１３は、治療超音波照射部３が設けられている挿入部２とは別の挿入部に設けられていてもよく、体外からエネルギ波を照射する体外式であってもよい。
【００５３】
予熱手段選択部１４は、ユーザによって操作部（入力部）６に入力された治療条件に基づいて、予熱エネルギ照射部４，１２，１３の種類を選定する。治療条件とは、例えば、治療対象の疾患および臓器、その臓器の厚さ等である。例えば、予熱手段選択部１４は、治療対象の疾患が癌である場合には、出力波長６６０ｎｍのレーザ光Ｌを出力するレーザ光照射部１３を推奨し、治療対象の臓器が前立腺である場合には、マイクロ波照射部１２を推奨する。このようにすることで、ユーザによる治療に最適な予熱エネルギ照射部４，１２，１３の選択を支援することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  超音波治療装置
２  挿入部
３  治療超音波照射部
４  予熱超音波照射部（予熱エネルギ照射部）
５  駆動制御部（制御部、治療超音波設定部）
６  操作部（入力部）
７  画像取得部
８  表示部
９  予熱温度測定部
１０  治療領域移動機構
１１  予熱領域移動機構
１２  マイクロ波照射部（予熱エネルギ照射部）
１３  レーザ光照射部（予熱エネルギ照射部）
１４  予熱手段選択部
１５  注射針
Ｕ１  治療超音波（集束超音波）
Ｕ２  予熱超音波（予熱エネルギ波）
Ｍ  マイクロ波（予熱エネルギ波）
Ｌ  レーザ光（予熱エネルギ波）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年7月14日(2017.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織の表面に対向して配置され、前記生体組織に対して集束超音波を照射して前記生体組織の深部に位置する前記集束超音波の焦点近傍を前記生体組織の熱変性温度以上の温度に加熱する治療超音波照射部と、
前記生体組織に対してエネルギ波を照射して前記焦点近傍を前記熱変性温度未満の温度に加熱する予熱エネルギ照射部とを備え、
該予熱エネルギ照射部が、前記治療超音波照射部と前記焦点との間に位置する前記生体組織に対して加熱作用を及ぼさない前記エネルギ波を前記生体組織に照射し、
前記予熱エネルギ照射部が、前記治療超音波照射部による前記集束超音波の照射方向とは異なる方向から前記エネルギ波を前記生体組織に対して照射する超音波治療装置。
【請求項２】
前記予熱エネルギ照射部によって加熱された前記焦点近傍の温度を測定する予熱温度測定部と、
該予熱温度測定部によって測定された温度に基づいて、前記治療超音波照射部から前記生体組織に対して照射する前記集束超音波の強度および照射時間のうち少なくとも一方を設定する治療超音波設定部とを備える請求項１に記載の超音波治療装置。
【請求項３】
前記予熱温度測定部が、前記焦点近傍の温度を実測する温度センサを備える請求項２に記載の超音波治療装置。
【請求項４】
前記予熱温度測定部が、前記予熱エネルギ照射部による前記エネルギ波の照射条件に基づいて前記焦点近傍の温度を算定する請求項２に記載の超音波治療装置。
【請求項５】
前記治療超音波照射部から前記生体組織に照射される前記集束超音波の前記焦点を移動させる治療領域移動機構と、
前記予熱エネルギ照射部から前記生体組織に照射される前記エネルギ波の照射領域を移動させる予熱領域移動機構と、
前記エネルギ波による前記照射領域の加熱と、前記エネルギ波によって直前に加熱された前記照射領域の前記集束超音波による加熱とを、前記照射領域および前記焦点の位置を変更しながら交互に実行するように、前記治療超音波照射部、前記エネルギ照射部、前記治療領域移動機構および前記予熱領域移動機構を制御する制御部とを備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の超音波治療装置。
【請求項６】
前記エネルギ波が、超音波である請求項１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】
前記エネルギ波が、マイクロ波である請求項１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８】
前記エネルギ波が、レーザ光である請求項１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９】
互いに異なる種類の前記エネルギ波を出力する複数種類の前記予熱エネルギ照射部と、
ユーザによって治療条件が入力される入力部と、
該入力部に入力された前記治療条件に応じて、治療に使用する前記予熱エネルギ照射部の種類を選択する予熱手段選択部とを備える請求項１から請求項８のいずれかに記載の超音波治療装置。
【請求項１０】
前記治療用超音波照射部と前記予熱エネルギ照射部とは、前記集束超音波の焦点において、前記集束超音波の音軸と前記エネルギ波の照射軸とが交差するよう互いに傾いて配置される請求項１に記載の超音波治療装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記集束超音波の照射タイミングと前記エネルギ波の照射タイミングとが同時となるよう制御する請求項５に記載の超音波治療装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記集束超音波の照射タイミングと前記エネルギ波の照射タイミングとが異なるよう制御する請求項５に記載の超音波治療装置
【国際調査報告】
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2016117077.tif 000026
2016117077.tif 000027
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