(57)【要約】  超音波治療手段と、超音波治療手段を含み画像化装置により誘導される超音波治療システムが提供される。超音波治療手段は超音波トランスデューサを具備している超音波治療ヘッド５と、超音波治療ヘッド５と接触液体を含んでいるボックス３と、ボックスの壁を貫通し超音波治療ヘッド５と接続する移動装置１と、ボックス３上に設定され移動装置１が超音波治療ヘッド５を動かすとき液体の高度を保持する補償装置２、６とを含んでいる。補償装置２、６はボックス３の両側に設定され、ボックス１と一体化し、移動装置１は補償装置２、６の両側を貫通する。超音波治療システムは前記超音波治療手段を含み、画像化装置により誘導される。本発明による超音波治療システムは従来技術の移動装置１による超音波治療ヘッド５の運動によって生じる接触媒体液体のレベル変化の現象を除去し、ボックス中の液体の安定化を維持し、したがって接触媒体液体の変化による画像結果に対する干渉を減少し、画像化装置の診断の正確性を増加する。【選択図】図５
2010501215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波トランスデューサを含む超音波治療アプリケータ（５）と、超音波治療アプリケータおよび接触媒体液体を含むためのボックス（３）と、ボックスの壁を貫通し超音波治療アプリケータに接続されている移動装置とを具備し、その移動装置が超音波治療アプリケータを動かすように駆動されるときにボックス中の接触媒体液体のレベルを変更しない補償装置（２、６）がボックスに設けられている超音波治療手段。
【請求項２】
前記補償装置はボックスの両側に配置され、ボックスと一体化され、移動装置は補償装置（２、６）の両側を貫通し、超音波治療アプリケータ（５）は２つの補償装置間に位置されている請求項１記載の超音波治療手段。
【請求項３】
前記補償装置は同じ形状と寸法を有する２つのフレキシブルな伸縮スリーブである請求項２記載の超音波治療手段。
【請求項４】
前記移動装置は機械アーム（１）であり、超音波治療アプリケータ（５）は機械アーム（１）の中間に位置され、補償装置としての２つのフレキシブルな伸縮スリーブは超音波治療アプリケータ（５）の両側に位置され、機械アーム（１）と密封接続されている請求項３記載の超音波治療手段。
【請求項５】
前記２つのフレキシブルな伸縮スリーブはボックスの両側に対称的に配置され、機械アーム（１）が２つのフレキシブルな伸縮スリーブを通過する請求項４記載の超音波治療手段。
【請求項６】
補償装置としての前記２つのフレキシブルな伸縮スリーブは円錐台型または角錐台型である請求項５記載の超音波治療手段。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の前記超音波治療手段を使用する画像化装置により誘導される超音波治療システム。
【請求項８】
前記画像化装置はＭＲＩ装置である請求項７記載の超音波治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波治療の分野に関し、特に超音波治療手段及びそれを使用する画像化装置によって誘導される超音波治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
集束された超音波治療システムの治療原理は、身体組織を通過し、組織内に集束されることができる超音波を使用する。それ故、超音波ビームは患者の病気の部分に正確に集束され、焦点での集束により生じる瞬間的な高温はターゲットとする位置内に組織の凝固壊死を生じさせることができ、非侵襲性治療が実現されることができる。ＭＲＩのような画像化装置は高い正確性で患者の体内構造の画像を迅速に得ることができ、それ故画像化装置は常に超音波治療システムと共に使用される。
【０００３】
集束された超音波治療システムでは、超音波トランスデューサから送信される超音波は接触媒体液体を通してターゲットとする位置に最終的に集束される。固定された焦点を有する超音波トランスデューサでは、焦点の移動は外部可動位置設定機構、例えば図１と２に示されている機械アーム７により行われる。図１及び２に示されているように、超音波治療アプリケータ５と機械アーム７の一部の部分は接触媒体液体４を含んでいるボックス９中に位置される。機械アーム７はフレキシブルな接合ユニット８を通してボックス９と密封接続されている。治療中、機械アーム７はターゲット領域内で動くように超音波治療手段の焦点を駆動し、ボックス中の接触媒体液体のレベルはそれにしたがって変化する。図１に示されているように、超音波治療アプリケータ５がＸ軸の正方向に沿ってΔＸ動くとき、ボックス中の接触媒体液体のレベルはＨからＨ＋ΔＨ１へ変化する。図２に示されているように、超音波治療アプリケータ５がＹ軸の正の方向に沿ってΔＹ動くとき、ボックス中の接触媒体液体のレベルはＨからＨ＋ΔＨ２へ変化する。
【０００４】
従来技術では、フレキシブルな接合ユニット８は時にはフレキシブルな伸縮スリーブを採用する。伸縮スリーブの形状が適切に選択されるならば、超音波治療アプリケータはＹ方向に動くとき、ΔＨ２＝０であり液体レベルが変化しないが、超音波治療アプリケータがＸ方向で動き、ΔＸが０ではないとき、ΔＨ１は０ではなく、液体レベルは変化する。
【０００５】
画像化装置が超音波治療システム、特にＭＲＩ（磁気共鳴画像化）装置へ導入されるとき、接触媒体液体のレベル変化はＭＲＩの画像化の結果に影響し、したがってＭＲＩの診断効果が影響を受ける。
【０００６】
それ故、ＭＲＩにより誘導される超音波治療システムが接触媒体液体のレベルを変化しない状態に維持することが非常に重要である。
【発明の概要】
【０００７】
前述したような従来技術の超音波治療システムの欠点に対して、本発明は超音波治療手段およびそれを使用する超音波治療システムを提供し、それらは超音波治療アプリケータが動くとき接触媒体液体のレベルを安定に維持することができる。したがって治療中に、画像化装置により誘導される超音波治療システムは超音波治療アプリケータが動くとき接触媒体液体のレベルを安定に維持する。したがって液体レベルの変化による画像化装置の画像化結果に対する干渉は効率的に減少されることができ、画像化装置の診断の正確性と、超音波治療手段の治療効果は改良されることができる。
【０００８】
本発明により提案される問題の技術的解決手段について以下説明する。超音波治療手段は超音波トランスデューサと、超音波治療アプリケータと接触媒体液体を含むためのボックスと、ボックスの壁を貫通し超音波治療アプリケータに接続されている移動装置とを具備する。ここで移動装置が超音波治療アプリケータを動かすように駆動するときにボックス中の接触媒体液体のレベルを変更しない補償装置がボックス上に配置される。
【０００９】
前記補償装置はボックスの両側に配置され、ボックスと共に一体化されることができる。移動装置は補償装置の両側を貫通し、超音波治療アプリケータは２つの補償装置間に位置づけられる。
【００１０】
好ましくは、前記補償装置は同じ形状と寸法を有する２つのフレキシブルな伸縮スリーブであってもよい。
【００１１】
超音波治療期間中、補償装置は、超音波治療トランスデューサが移動装置の制御の下で動くとき移動装置の動作と共に動作することができるようにフレキシブルな材料を使用する。
【００１２】
前記移動装置は機械アームであってもよい。超音波治療アプリケータは機械アームの中間に位置されることができる。補償装置としての２つのフレキシブルな伸縮スリーブは超音波治療アプリケータの両側に位置され、機械アームと密封接続される。
【００１３】
さらに好ましくは、前記２つのフレキシブルな伸縮スリーブはボックスの両側に対称的に配置され、機械アームが２つのフレキシブルな伸縮スリーブを通過する。
【００１４】
伸縮スリーブの形状は液体の体積を補償できる任意の形状であることができる。本発明では伸縮スリーブの製造を容易にし、その対称的な構造をより効率的に使用するために、伸縮スリーブは円錐台型または角錐台型にされることが好ましい。
【００１５】
前記超音波治療アプリケータは可変焦点距離または固定焦点距離を有する超音波トランスデューサであってもよい。可変焦点距離を有する超音波トランスデューサでは、その焦点は駆動信号の変更または移動装置の制御或いはその両者によって変更されることができる。固定焦点距離を有する超音波トランスデューサでは、その焦点は移動装置の制御によってのみ変更されることができる。それ故、固定焦点距離を有する超音波トランスデューサを有する超音波治療アプリケータは本発明で使用されるのに特に適している。
【００１６】
画像化装置により誘導される前述したような超音波治療手段を使用する超音波治療システムが有効である。
【００１７】
画像化装置により誘導される前記超音波治療システムでは、画像化装置はＢモードスキャナ、ＣＴ、ＭＲＩ等であることができる。ＢモードスキャナとＣＴが治療のために超音波治療システムを誘導するために使用されるとき、液体レベルの変化はそれらの画像化に明白に影響せず、それ故、本発明は特にＭＲＩ誘導の超音波治療システムに応用可能である。
【００１８】
本発明の画像化装置により誘導される超音波治療システムでは、超音波治療アプリケータが治療期間中に動くとき、接触媒体液体のレベルは補償装置の使用により安定に維持される。したがって従来技術の移動装置により駆動される超音波治療アプリケータの移動によって生じる接触媒体液体のレベル変化の現象は除去されることができる。ボックス中の安定な液体レベルは確実にされることができ、したがって液体レベル変化による画像化装置の画像化結果に対する干渉は効率的に減少されることができ、画像化装置の診断の正確性は改良されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】移動装置が超音波治療アプリケータをＸ方向で動くように駆動するときの接触媒体液体のレベル変化を示している従来技術の超音波治療手段の構造図。
【図２】移動装置が超音波治療アプリケータをＹ方向で動くように駆動するときの接触媒体液体のレベル変化を示している従来技術の超音波治療手段の構造図。
【図３】本発明の超音波治療手段の構造図。
【図４】移動装置が超音波治療アプリケータをＸ方向で動くように駆動されるときの接触媒体液体のレベル変化を示している本発明の超音波治療手段の構造図。
【図５】移動装置が超音波治療アプリケータをＹ方向で動くように駆動されるときの接触媒体液体のレベル変化を示している本発明の超音波治療手段の構造図。
【図６】本発明の実施形態１の超音波治療手段の初期状態における円錐台型の伸縮スリーブの構造の正面図とその側面図。
【図７】本発明の実施形態１で機械アーム１がＸ方向で動くときの第１の補償装置２の形状変化を示す図と、第２の補償装置６の形状変化を示す図。
【図８】本発明の実施形態１で機械アーム１がＹ方向で動くときの第１の補償装置２の形状変化を示す図と、第２の補償装置６の形状変化を示す図。
【図９】本発明の実施形態２の超音波治療手段の初期状態における角錐台型の伸縮スリーブの構造の正面図とその側面図。
【図１０】本発明の実施形態２で機械アーム１がＸ方向で動くときの第１の補償装置２の形状変化を示す図と、第２の補償装置６の形状変化を示す図。
【図１１】本発明の実施形態２で機械アーム１がＹ方向で動くときの第１の補償装置２の形状変化を示す図と、第２の補償装置６の形状変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面において、破線は主体が動く前の主体の原位置を示している。  
本発明を好ましい実施形態と添付図面を参照にして、さらに以下詳細に説明する。
【００２１】
図３、４、５で示されているように、画像化装置により誘導される超音波治療システムは（図示されていない）ターゲットを画像化する画像化装置と超音波治療手段とから構成されている。前記超音波治療手段は超音波トランスデューサを含む超音波治療アプリケータ５と、ボックス３と、超音波治療アプリケータ５に接続されその動作を制御する移動装置、即ち機械アーム１とを具備している。
【００２２】
超音波治療アプリケータ５は接触媒体液体で満ちているボックス３中に配置されている。超音波治療アプリケータ５を動かすように駆動する機械アーム１はボックスの壁を貫通し超音波治療アプリケータ５に接続される。補償装置は、機械アーム７が超音波アプリケータ５を動かすように駆動されるときボックス３の接触媒体液体のレベルを変化させない。
【００２３】
前記補償装置は第１の補償装置２と第２の補償装置６であり、これらはボックス３の両側に対称的に配置され、ボックス３と一体化される。２つの対称的な補償装置は同じ形状と寸法を有する。機械アーム１は２つの対称的な補償装置を水平に貫通し、機械アーム１上の超音波治療アプリケータ５は２つの補償装置の間に位置される。２つの補償装置は１端部で密封されて機械アーム１と固定され、他端部で密封されボックス３と固定される。補償装置はフレキシブルな材料から作られるフレキシブルな伸縮スリーブを採択する。２つのフレキシブルな伸縮スリーブの接続点で、機械アーム１はフレキシブルな伸縮スリーブの接続端に対応する適切な形状を有する。２つのフレキシブルな伸縮スリーブは機械アーム１により駆動されるときある反復される変形の能力を有する。例えば機械アーム１がＸ方向で動くとき、２つのフレキシブルな伸縮スリーブは対応してＸ方向で同じ長さを伸張するか短縮し、機械アーム１がＹ方向およびＺ方向で動くとき、２つのフレキシブルな伸縮スリーブは対応して変形する。
【００２４】
治療期間中、機械アーム１は超音波アプリケータ５を動かすように駆動し、対応してその焦点を動かす。超音波治療アプリケータ５から送信される超音波は接触媒体液体４を通過し、ターゲット（図示されていない）で集束される。超音波アプリケータ５の焦点は治療されるターゲットの３次元エンティティの要件を満たすためにＸ、Ｙ、Ｚ方向で動くことができる。補償装置は機械アーム１が動くときに動き、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向で変形することができる。
【００２５】
超音波トランスデューサの焦点がＸ方向で動くことを必要とされるとき、機械アーム１は超音波治療アプリケータ５をＸ方向で動かすように駆動する。図４に示されているように機械アーム１がΔＸだけ＋Ｘ方向に動かされるとき、超音波治療アプリケータ５をΔＸ動かすように駆動し、第１の補償装置２はΔＸ短縮し、第２の補償装置６はΔＸ延長する。第１の補償装置２の体積の変化はΔＶ１であり、第２の補償装置６の体積の変化はΔＶ２である。第１の補償装置２と第２の補償装置６のある構造形状は式ΔＶ１＋ΔＶ２＝０が可能になるように選択されることができる。それ故、超音波治療アプリケータ５がＸ方向で動くとき、ボックス３と２つの補償装置の容積の和は変更せず、したがってボックス中の接触媒体液体のレベルは機械アームが動く前と後で変化しない状態を維持する。
【００２６】
超音波トランスデューサの焦点がＹ方向で動くことを必要とされるとき、機械アーム１は超音波治療アプリケータ５をＹ方向で動かすように駆動される。図５に示されているように機械アーム１がΔＹだけ＋Ｙ方向に動かされるとき、超音波治療アプリケータ５をΔＹ動かすように駆動し、第１の補償装置２と第２の補償装置６はＹ方向でΔＹ動く。第１の補償装置２の体積の変化はΔＶ１であり、第２の補償装置６の体積の変化はΔＶ２である。第１の補償装置２と第２の補償装置６のある構造形状は式ΔＶ１＋ΔＶ２＝０が可能になるように選択されることができる。それ故、超音波治療アプリケータ５がＹ方向で動くとき、ボックス３と２つの補償装置の容積の和は変化せず、したがってボックス中の接触媒体液体のレベルは機械アームが動く前と後で変化しない状態を維持する。
【００２７】
超音波トランスデューサの焦点がＺ方向で動くことを必要とされるとき、動作の条件はＹ方向の動作を参照して解析されることができ、ここでは反復しない。
【００２８】
以下の２つの実施形態では、補償装置の形状の変化だけを説明し、他の構造は前述したことと同じである。ここではＭＲＩ装置が画像化装置として選択され、超音波治療アプリケータ５の超音波トランスデューサは固定焦点距離を有する超音波トランスデューサが採用されている。
【実施例１】
【００２９】
図６の（ａ）と（ｂ）に示されているように、この実施形態では、第１の補償装置２と第２の補償装置６の両者は円錐台型のフレキシブルな伸縮スリーブを採択している。円錐台の上部表面積（小さい端部“ａ”）はＳ１であり、円錐台の下部表面積（大きい端部“ｂ”）はＳ２である。超音波治療アプリケータ５が静止状態にあるときの円錐台の長さはＴである。小さい端部“ａ”は機械アーム１と固定され接続されており、大きい端部“ｂ”はボックス３と固定され接続されている。
【００３０】
機械アーム１の制御により、超音波治療アプリケータ５の焦点が（図４に示されているように）Ｘ方向で動くとき、図７の（ａ）と（ｂ）に示されているように、Ｖ＝伸縮スリーブの容積は幾何学形状から次式を知る。  
【数１】
2010501215.tif 000003
【００３１】
超音波治療アプリケータ５がＸ方向に動くとき、円錐台型の補償装置の小さい端部“ａ”は機械アーム１と固定されるのでＳ１は変化されず、円錐台型の補償装置の大きい端部“ｂ”はボックス３と固定されるのでＳ２も変化されない。
【００３２】
図７の（ａ）は以下のように第１の補償装置２の形状の変化を示している。  
【数２】
2010501215.tif 000004
【００３３】
図７の（ｂ）は以下のように第２の補償装置６の形状の変化を示している。  
【数３】
2010501215.tif 000005
【００３４】
それ故、Ｘ方向で動くとき、２つの補償装置の体積の総変化と接触媒体液体のレベルは安定に維持される。
【００３５】
図３の超音波治療手段の焦点がＹ方向に動くとき、機械アーム１の制御下で、超音波治療アプリケータ５の焦点は（図５に示されているように）Ｙ方向に動く。第１の補償装置２の体積の変化は図８の（ａ）に示されている。  
【数４】
2010501215.tif 000006
【００３６】
第２の補償装置６の体積の変化は図８の（ｂ）に示されている。  
【数５】
2010501215.tif 000007
【００３７】
それ故、Ｙ方向で動くとき、２つの補償装置の体積の総変化はゼロであり、接触液体のレベルは安定に維持される。
【００３８】
超音波治療手段がＺ方向に動くときの動作の条件はＹ方向に動くときと同じであり、ここでは反復しない。
【００３９】
このことから、この実施形態では超音波治療アプリケータ５がＸ、Ｙ、Ｚ方向で動くとき、および機械アーム１が超音波治療アプリケータの焦点を動かすように駆動するとき、接触液体のレベルが確実に安定に維持されることができることが分かる。
【実施例２】
【００４０】
図９の（ａ）と（ｂ）に示されているように、この実施形態では、第１の補償装置２と第２の補償装置６の両者は角錐台型のフレキシブルな伸縮スリーブである。その上部表面の長さ及び幅はＢ１とＡ１であり、その面積はＳ１である。その下部表面の長さ及び幅はＢ２とＡ２であり、その面積はＳ２である。角錐台の高さはＴである。他の構造は実施形態１の構造と同じである。
【００４１】
角錐台の体積：
【数６】
2010501215.tif 000008
【００４２】
図４の超音波治療アプリケータ５がＸ方向で動くとき、図１０の（ａ）に示されているように、第１の補償装置２の高さはＴからＴ−ΔＴへ変化されるが、Ｓ１とＳ２は動作中に変化されない。動作後の第１の補償装置２の体積の変化は以下のようになる。  
【数７】
2010501215.tif 000009
【００４３】
図１０の（ｂ）に示されているように、第２の補償装置６の高さはＴからＴ＋ΔＴへ変化されるが、Ｓ１とＳ２は動作中に変化されない。動作後の第２の補償装置２の体積の変化は以下のようになる。  
【数８】
2010501215.tif 000010
【００４４】
それ故、Ｘ方向で動くとき、２つの補償装置の体積の総変化はゼロであり、接触液体のレベルは安定に維持される。
【００４５】
図５の超音波治療アプリケータ５の焦点がＹ方向に動くとき、第１の補償装置２の体積の変化は図１１の（ａ）に示されている。  
【数９】
2010501215.tif 000011
【００４６】
第２の補償装置６の体積の変化は図１１の（ｂ）に示されている。  
【数１０】
2010501215.tif 000012
【００４７】
それ故、Ｙ方向で動くとき、２つの補償装置の体積の総変化はゼロであり、接触液体のレベルは安定に維持される。
【００４８】
このことから、動作前と動作後の２つの補償装置の体積の和は変化しない状態に維持され、接触液体のレベルは本来のレベルに維持されることが結論として言える。
【００４９】
超音波治療手段がＺ方向に動くときの動作の条件はＹ方向に動くときと同じであり、ここでは反復しない。
【００５０】
実施形態１と実施形態２から、ボックス３の両側で対称的に構成され、密封され機械アーム１と固定されている２つのフレキシブルな伸縮スリーブがここで提供され、それによって機械アーム１がＸ、Ｙ、Ｚ方向で動くとき接触液体のレベルは確実に安定に維持されることができ、したがってＭＲＩへの干渉は最小にされることができ、ＭＲＩ装置の診断の正確性が改良されることが分かる。
【符合の説明】
【００５１】
１、７…機械アーム、２…第１の補償装置、３、９…ボックス、４…接触媒体液体、５…超音波治療アプリケータ、６…第２の補償装置、８…フレキシブルな接合装置
【図１】
2010501215.tif 000013
【図２】
2010501215.tif 000014
【図３】
2010501215.tif 000015
【図４】
2010501215.tif 000016
【図５】
2010501215.tif 000017
【図６】
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【図７】
2010501215.tif 000019
【図８】
2010501215.tif 000020
【図９】
2010501215.tif 000021
【図１０】
2010501215.tif 000022
【図１１】
2010501215.tif 000023
【国際調査報告】
2010501215.tif 000024
2010501215.tif 000025
2010501215.tif 000026
2010501215.tif 000027
2010501215.tif 000028
2010501215.tif 000029