(57)【要約】本発明は、一般に、焦点超音波（ｆｏｃｕｓｅｄ　ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）を使用して非侵襲的外科手順を実行するシステムおよび方法に関し、さらに特定すると、焦点超音波変換器アレイによって作製された二次ホットスポットを減少させるためのシステムおよび方法に関する。本発明は、焦点超音波を使用して治療手順を実行するためのシステムおよび方法に関し、これは、一次焦点ゾーンに送達されるエネルギー悪影響を与えることなく、第２のホットスポットの影響を実質的に最小化する。
2004511268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点超音波を使用して患者の標的組織領域で治療手順を実行するためのシステムであって、該システムは、以下：
変換器要素のアレイ；および
該変換器要素に連結される駆動回路であって、該駆動回路は、少なくとも第１および第２の別個の周波数で、該変換器要素にそれぞれの駆動信号を提供するように構成されている、駆動回路、を備える、
システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記駆動回路に連結される制御装置をさらに備え、該制御装置は、少なくとも前記第１周波数と前記第２周波数との間で、該駆動回路によって提供されるそれぞれの前記駆動信号の周波数を周期的に変化するように構成される、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記制御装置は、単一の実質的に連続的な超音波処理の間に、所定の順序で複数の別個の周波数の間のそれぞれの前記駆動信号を変化するようにさらに構成される、システム。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムであって、前記制御装置は、前記変換器要素によって作製される焦点ゾーンの所定のサイズおよび形状を提供するために、該変換器要素に提供されるそれぞれの前記駆動信号の位相成分を制御するようにさらに構成される、システム。
【請求項５】
請求項２に記載のシステムであって、前記制御装置は、前記第１周波数および前記第２周波数で、一次焦点ゾーンに実質的に前記変換器要素の焦点を合わせるために、それぞれの前記駆動信号の位相成分を制御するようにさらに構成される、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、前記変換器要素のアレイは、変換器要素の実質的に凹型の同心円リングアレイを備える、システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、前記変換器要素のアレイは、実質的に直線状の変換器要素のアレイを備える、システム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムであって、流体充填ケーシング中に前記変換器要素を有する流体充填ケーシングをさらに備え、該ケーシングは表面を有し、該表面と接触した患者に該変換器要素を音響的に連結するように該表面方向に該変換器要素を配向する、システム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムであって、位置決め装置の焦点ゾーンを機械的に移動させるために前記変換器要素に連結される位置決め装置をさらに備える、システム。
【請求項１０】
焦点超音波を使用して、患者の標的組織領域において治療手順を実施するためのシステムであって、該システムは、以下：
変換器要素のアレイ；
該変換器要素に連結される駆動回路であって、該駆動回路は、少なくとも第１の別個の周波数、第２の別個の周波数および第３の別個の周波数で、該変換器要素にそれぞれの駆動信号を提供するように構成されている駆動回路；および
該駆動回路に連結される制御装置であって、該制御装置は、単一の実質的に連続的な超音波処理の間に、少なくとも該第１周波数と該第２周波数と該第３周波数との間で、該駆動回路によって提供されるそれぞれの該駆動信号の周波数を周期的に変化するように構成される制御装置、を備える、
システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、前記制御装置は、前記第１周波数および前記第２周波数で、一次焦点ゾーンの実質的に前記変換器要素の焦点を合わせるために、それぞれの前記駆動信号の位相成分を制御するようにさらに構成されている、システム。
【請求項１２】
焦点超音波を使用して、患者の標的組織領域において治療手順を実施するための方法であって、該方法は、以下：
第１の別個の周波数の一連のそれぞれの駆動信号で複数の変換器要素を駆動する一方で、一次焦点ゾーンに該変換器要素によって生成される超音波エネルギーの焦点を合わせる工程；および
それぞれの該駆動信号の周波数を第２の別個の周波数に変化させる一方で、該一次焦点ゾーンの焦点を実質的に維持する工程、を包含する、
方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、各々の駆動信号が、それぞれの位相成分を有し、そしてここで、前記一次焦点ゾーンで前記焦点を実質的に維持するために、それぞれの該駆動信号の周波数が変化される場合に該駆動信号のそれぞれの該位相成分が制御される、方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法であって、前記変換器要素が、複数の湾曲要素に周囲に分割された同心円リングアレイを含み、そしてここで、該湾曲要素の各々を駆動するそれぞれの前記駆動信号の位相成分が、該焦点ゾーンの所望のサイズおよび形状を提供するために制御される、方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法であって、前記周波数を変化させる工程が、単一の超音波処理の間に、前記第１周波数および第２周波数を含む、固定された一連の周波数の間で、それぞれの前記駆動信号の周波数を変化させる工程を包含する、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記固定された一連の周波数は、前記第１周波数および前記第２周波数に加えて、１以上のさらなる周波数を含み、そしてここで、それぞれの前記駆動信号の周波数は、所定の順序で変化される、方法。
【請求項１７】
焦点超音波を使用して患者の標的組織領域で治療手順を実施するための方法であって、該方法は、以下：
第１周波数の第１の一連のそれぞれの駆動信号で複数の変換器要素を駆動する一方で、一次焦点ゾーンに該変換器要素によって生成される超音波エネルギーの焦点を合わせる工程；および
第２周波数の第２の一連のそれぞれの駆動信号で複数の該変換機要素を駆動する一方で、該一次焦点ゾーンに実質的に該変換器要素によって生成される該超音波エネルギーの焦点を維持する工程、を包含する、
方法。
【請求項１８】
前記変換器要素の前記超音波エネルギーは、それぞれの前記駆動信号の位相成分を制御することによって、前記一次焦点ゾーンで焦点を合わせられる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法であって、前記変換器要素は、複数の湾曲要素へ周囲に分割された同心円リングアレイを含み、そしてここで、該湾曲要素の各々を駆動するそれぞれの該駆動信号の位相成分が、前記一次焦点ゾーンの所望のサイズおよび形状を提供するように制御されている、方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の方法であって、第３周波数の第３の一連のそれぞれの駆動信号で複数の前記変換器要素を駆動する一方で、該一次焦点ゾーンにおいて、実質的に該変換器要素によって生成される超音波エネルギーの焦点を維持する工程を包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般に、焦点超音波（ｆｏｃｕｓｅｄ　ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）を使用して非侵襲的外科手順を実行するシステムおよび方法に関し、さらに特定すると、焦点超音波変換器アレイによって作製された二次ホットスポットを減少させるためのシステムおよび方法に関する。
【０００２】
（背景）
高強度焦点音波（例えば、超音波（約２０キロヘルツより大きい周波数を有する音波））は、患者内の内部組織領域を治療的に処置するのに使用され得る。例えば、超音波は、腫瘍を切除し、それにより侵襲的手術の必要性をなくすのに使用され得る。この目的のために、患者の外部ではあるが切除する組織に近接して配置され、超音波エネルギーを生じる電気信号により、駆動される圧電性変換器が提案されてきた。この変換器は、超音波エネルギーが患者内の標的組織領域に対応する「焦点ゾーン」に焦点を合わせて組織が壊死するまで標的組織領域を加熱するような幾何学的な形状にされ配置される。この変換器は、互いに近接した多数の焦点ゾーンに連続的に焦点が合わさられ、起動され得る。この一連の超音波処理は、所望のサイズおよび形状の組織構造全体（例えば、腫瘍）の凝固壊死を引き起こすために使用される。
【０００３】
球形キャップ変換器アレイ（例えば、Ｕｍｅｍｕｒａらに登録された米国特許第４，８６５，０４２号で開示されたもの）は、この目的のために提案されている。この球形キャップ変換器アレイは、複数の同心円リングを備え、これは、球の一部を規定する曲率半径を有する曲面上に配置されている。この同心円リングは、一般に、等しい表面積を有し、また、円周に沿って、複数の湾曲変換器要素またはセクターに周囲に分割され得、セクター−ボーテックスアレイを形成する。この変換器要素は、全て、位相および振幅がずれた単一周波数で、高周波（ＲＦ）電気信号により駆動される。特に、それぞれの駆動信号の位相および振幅は、放射した超音波エネルギーを所望の「焦点距離」（すなわち、変換器要素から焦点ゾーンの中心への距離）に焦点が合わせられるように制御され、そして標的組織領域で所望のエネルギーレベルを生じ得る。
【０００４】
変換器要素は、所望の一次焦点ゾーンで焦点が合わせられるが、意図される一次焦点ゾーン以外の１以上の二次焦点ゾーンが存在し得る。例えば、同心円リングの間の空間は、このような「ホットスポット（ｈｏｔ　ｓｐｏｔ）」、特に「近距離場（ｎｅａｒ　ｆｉｌｄ）」、すなわち変換器と一次焦点ゾーンとの間の領域に寄与し得る。このような二次ホットスポットはまた、所望しない熱、患者の疼痛、および／または近距離場にある組織の可能な壊死に導き得る。この変換器は、有限の数のリングから作製され、このリング間の相を変化させるために使用される段階関数はまた、二次ホットスポットの生成に寄与し得る。
【０００５】
二次ホットスポットの効果を最小にするために、一つの提案される解答は、変換器要素を駆動するための広範な周波数信号に使用され、その結果として、二次ホットスポットの位置は、広範な信号（患者内の異なる配置で組織領域内に拡散されたエネルギー）によって汚され得、これにより、組織領域を壊死させるのに十分に組織領域を加熱する危険性を減少させる。しかし、この解答は、変換器のハンド幅によって制限され得、そして特定の複雑なエレクトロニクスを必要とし得る。広範な信号はまた、一次焦点ゾーンを汚し得、これにより、一次焦点ゾーンで標的組織を切断するために、増加した超音波エネルギー送達を必要とする。一次焦点ゾーンを汚すことは、信号の適切な遅延を誘導することによって少なくとも部分的に訂正されるが、実質的にフェイズドアレイの制御を複雑にし得、例えば、さらなる電気的な位相化（ｐｈａｓｉｎｇ）および集束化（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）を必要とする。
【０００６】
従って、１つまたは数種の別個の周波数の超音波エネルギーを使用する組織領域を処置するためのシステムおよび方法を提供することが所望され、これにより、実質的に一次焦点ゾーンの強度を実質的に減少することなく、二次ホットスポットを減少させる。
【０００７】
（発明の要旨）
本発明は、焦点超音波を使用して治療手順を実行するためのシステムおよび方法に関し、これは、一次焦点ゾーンに送達されるエネルギー悪影響を与えることなく、第２のホットスポットの影響を実質的に最小化する。
【０００８】
好ましい実施形態では、焦点超音波システムには、複数の変換器要素を備える圧電材料から形成される変換器を備える。この変換器要素は、様々な配置または形状で設けられ得る。例えば、１つの例示的な実施形態において、この変換器は、複数の同心円リングを備える実質的に凹型のフェイズドアレイ（ｐｈａｓｅｄ　ａｒｒａｙ）であり得る。各変換器リングは、円周方向に沿って、複数の曲線要素または「セクター」に分割され得る。あるいは、変換器要素の直線状アレイが設けられ得る。変換器要素の他の配置または形状（例えば、チェッカーボードパターン、六角形格子、ランダムなパターンの変換器要素）もまた提供され得、そして本発明は、任意の１つの特定の形状に限定されてはならない。
【０００９】
駆動回路は、複数の異なる周波数のうちの１つで、好ましくは高周波数で、駆動信号を各変換器要素に提供するために、それぞれの変換器要素の各々に連結される。制御器は、複数の別個の周波数の１つの間の単一の超音波処理の間に、駆動信号の周波数を周期的に変えるための駆動回路に連結される。特に、この制御器は、所定のサイズおよび形状の第１の焦点ゾーンが変換器から所定の距離で生じるように設けられる、それぞれの駆動信号の各々について、位相成分を決定する。
【００１０】
変換器は、好ましくは、患者が配置されるケーシング（例えば、流体を満たしたテーブル）内に調節可能に取り付けられる。このシステムの使用中、この変換器要素によって生成される超音波エネルギーを、患者の標的組織領域の位置に対応する第１の焦点ゾーンに集中させつつ、複数の変換器要素は、駆動信号のセットで、それぞれ単一の周波数で作動され得る。第１の焦点ゾーンにおける焦点を実質的に維持しつつ、それぞれの駆動信号の周波数は、周期的に変えられる。好ましくは、これは、駆動信号の周波数が変えられる場合に、駆動信号の位相成分を制御することによって達成される。
【００１１】
一連の駆動信号は、第２の焦点ゾーンまたは「ホットスポット」の影響を最小化しつつ、標的組織領域の組織を実質的に切除する単一の超音波処理を生じるように、変換器に提供される。周波数が変えられる場合、第２のホットスポットの位置が変わり得、これにより第２のホットスポットの超音波エネルギーは、患者の身体内のいくつかの位置に分散する。従って、標的組織領域はこの組織を実質的に壊死させるのに十分なエネルギーを受けるが、第２の加熱領域の組織は、このようなエネルギーを受けない。
【００１２】
本発明の他の目的および特徴は、添付の図面と共に理解される以下の説明を考慮することにより明らかになる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態を、添付の図面の図において、例として例示したが、限定のために例示されたわけではない。ここで、同様の参照番号は、同様の構成要素を参照する。
【００１４】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
ここで、図面を参照して、図１Ａ、１Ｂおよび２は、本発明に従う、焦点を合わされた超音波を使用する治療手順を実施するための、システム１０の好ましい実施形態を示す。このシステム１０は、一般に、変換器１２、変換器１２に電気的駆動信号１５を提供するための駆動回路１４および駆動回路１４によって提供された駆動信号１５を制御するための制御装置１６を備える。この変換器１２は、好ましくは、当業者に公知であるように構築された、圧電材料から形成されたフェイズドアレイ超音波変換器である。
【００１５】
１つの好ましい実施形態において、図１Ａおよび１Ｂに示されるように、変換器１２は、凹面またはボウルの形状（例えば、「球状キャップ」の形状）を有し得（すなわち、実質的に一定の曲率半径１８を有する）、その結果、変換器１２は、球面の一部分を規定する内部表面２０を有する。この変換器１２は、複数の同心円リング２２−１〜２２−ｎ（ここで、ｎは、リングの総数である）に、例えば、圧電シェル（示されず）を通して同心円を切断することによって、分割され得る。好ましくは、これらのリング２２−１〜２２−ｎの各々は、実質的に同じ表面積を有し、従って、リング２２の幅は、最も内側のリング２２−１から最も外側のリング２２−ｎに向かって徐々に小さくなる。あるいは、リング２２は、同じ幅を有し得（示されず）、その結果、各リング２２の面積は、最も内側のリングから最も外側のリングに向かって徐々に大きくなる。リング２２の間の任意の空間（示されず）は、シリコーンゴムなどで満たされて、リング２２を互いに実質的に分離する。各リング２２また、湾曲要素または「セクター」２３（２３−１ａ〜２３−１ｈは、図１Ｂの最も内側のリング２２−１について例示的に示される）に、例えば、各セクター２３の間の変換器１２の背面から電極の薄い放射状のストリップ（示されず）を除去することによって、周囲を分割され得る。好ましい実施形態において、変換器１２は、約８〜１２ｃｍの外側直径、約８〜１６ｃｍの曲率半径１８を有し、そして約１０個と３０個の間のリング２２を備え、各々は、４〜１６個のセクター２３に分割される。
【００１６】
本発明とともに使用するために適切なフェイズドアレイ変換器の構成に関するさらなる情報は、例えば、Ｔ．ＦｊｉｅｌｄおよびＫ．Ｈｙｎｙｎｅｎ、「Ｔｈｅ　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ−Ｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｅｃｔｏｒ−Ｖｏｒｔｅｘ　Ｐｈａｓｅｄ　Ａｒｒａｙ　ｆｏｒ　ＭＲＩ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　Ｓｕｒｇｅｒｙ」、ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、ａｎｄ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ、ｖｏｌ．４４、ｎｏ．５、ｐａｇｅｓ　１１５７−１１６７（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．１９９７）（この開示は、本明細書中で参考として明確に援用される）に見出され得る。あるいは、同心円リング変換器が提供され得、この変換器は、周囲セクターに分割されていない（示されず）。このような同心円リング変換器は、例えば、Ｃ．ＣａｉｎおよびＳ．Ｕｍｅｍｕｒａ、「Ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ−Ｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｅｃｔｏｒ−Ｖｏｒｔｅｘ　Ｐｈａｓｅｄ−Ａｒｒａｙ　Ａｐｐｌｉｃａｔｏｒｓ　ｆｏｒ　Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａ」、ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、ｖｏｌ．　ＭＴＴ−３４、ｎｏ．　５、ｐａｇｅｓ　５４２−５５１（Ｍａｙ　１９８６）（この開示は、本明細書中で参考として明らかに援用される）に示される。
【００１７】
別の好ましい実施形態（示されず）において、変換器要素の直線状アレイが提供され、このアレイは、所望の形状（例えば、直線状焦点ゾーン）を有する第一の焦点ゾーンで焦点が合わせられ得る。あるいは、変換器要素の他の構成または形状（例えば、チェッカーボードパターンまたは六方格子）が、提供され得る。これらの変換器要素は、湾曲した、球状のキャップ、実質的に平坦な変換器などで、提供され得、これらの変換器要素は、第一の焦点ゾーンで焦点を合わせられ得る。
【００１８】
図１Ｂを参照して、リング２２のセクター２３の各々は、従来の様式で駆動回路１４に個々に連結される。この駆動回路１４は、例えば、約０．５〜１０ＭＨｚ、およびより好ましくは約１．０ＭＨｚと２．０ＭＨｚとの間の、複数の別個の周波数、好ましくは無線周波数（ＦＲ）で、セクター２３に電気的駆動信号１５を提供するように構成される。電気的駆動信号１５が、セクター２３に提供される場合、変換器１２は、当業者に公知のように、その内部表面２０から超音波エネルギーを放射する。
【００１９】
制御装置１６は、駆動回路１４に生成される駆動信号１５のいくつかの局面（例えば、周波数、位相、および振幅）を制御するための駆動回路１４に連結される。第一に、この制御装置１６は、例えば、変換器１２によって送達される超音波エネルギーの強度を制御するために、駆動信号１５の振幅を制御し得る。さらに、この制御装置１６は、同心円リング２２の各々の間、およびセクター２３の各々の間の位相を制御し得る。同心円リング２２の間の位相をシフトさせることによって、「焦点距離」（すなわち、変換器１２から焦点ゾーンの中心までの距離）が、当業者に公知のように、ｚ軸に沿って調節され得る。
【００２０】
セクター２３の間の位相をシフトさせることは、当業者にまた公知のように、超音波エネルギーの焦点ゾーンのサイズおよび形状の制御、または変換器１２の「モード」の制御を可能にする。フェイズドアレイ変換器の位相シフトに関する情報は、上で参照された、ＦｊｉｅｌｄおよびＣａｉｎの論文、ならびにＵｍｅｍｕｒａらに発行された米国特許第４，８６５，０４２号（この開示はまた、本明細書中で参考として明らかに援用される）に見出され得る。
【００２１】
制御装置１６はまた、変換器１２に提供された駆動信号１５の周波数を好ましくは調節する。一度に変換器１２に供給された駆動信号１５の全ては、好ましくは、同じ別個の周波数で提供される。単一の超音波処理の間（これは、約５〜２０秒の間、より好ましくは約１０秒以上の持続期間を有し得る）、この制御装置１６は、例えば、ほぼ１秒に一回、好ましくは０．２〜０．５秒に１回の頻度で、駆動信号１５の周波数を周期的に変化させ得る。同時に、制御装置１６は、駆動信号１５の位相および／または振幅を制御して、患者の身体内の所望の領域で、変換器１２によって生成された得られた超音波エネルギーの焦点ゾーンを維持する。従って、制御装置１６は、駆動回路が、複数の連続的な駆動信号１５の組を提供するようにさせ、各組は、先の組とは異なる別個の周波数にある。
【００２２】
図２に示されるように、変換器１２は、好ましくは、流体充填ケーシング（例えば、テーブル３０）内に取付けられる。このテーブル３０は、脱気された水または類似の音響伝達流体で満たされたチャンバ３２を備える。この変換器１２は、好ましくは、チャンバ３２内の変換器１２を移動させ、そしてその結果、変換器１２の焦点ゾーン３８を機械的に調節する位置決めシステム３４に接続される。例えば、この位置決めシステム３４は、３つの直交する方向のいずれか１つにおいて（例えば、水平に前後に、水平に側面から側面に、そして垂直方向に）、チャンバ３２内の変換器１２を移動させるように構成され得る。Ｃｌｉｎｅらに発行された米国特許第５，２４７，９３５号およびＥｔｔｉｎｇｅｒらに発行された米国特許第５，２７５，１６５号（これらの開示は、本明細書中で参考として明らかに援用される）は、使用され得る例示的な位置決めシステムを開示する。
【００２３】
あるいは、位置決めシステム３４は、単に、チャンバ４５内の固定点の周りに変換器１２を回転させ得る。すなわち、水平面（示されず）に対して変換器１２および結果的に焦点ゾーン３８の角度を変化させる。この代替において、変換器１２の焦点距離は、上記のように、変換器１２に提供される駆動信号１５の位相および／または振幅を変化させることによって電気的に制御され得る。さらなる代替において、位置決めシステム３４は、伝播のラインに垂直な水平面（示されず）で、変換器１２を移動させ得、そして深さが電子的に制御されるか、または機械的および電子的位置決めの他の組み合わせが、使用され得る。
【００２４】
テーブル３０の頂部は、超音波に実質的に透明である可撓性膜３６（例えば、マイラープラスティックまたはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート）を含み得る。流体充填バッグまたはクッションは、一般に、このテーブル上に配置された患者の輪郭に容易に一致し得るテーブルの頂部に沿って提供される。さらなる代替において、変換器１０は、患者と接触して配置され得る移動可能なアーム（示されず）（例えば、米国特許第５，５２６，８１４号（この開示は、本明細書注で参考として明らかに援用される）に記載されるようなもの）上に固定された流体充填バック内に配置され得る。
【００２５】
さらに、このシステム１０は、患者の処置の間にシステムの使用をモニタリングするための画像化デバイス（示されず）を含み得る。例えば、このシステム１０は、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）デバイス（例えば、Ｃｌｉｎｅらに発行された米国特許第５，２４７，９３５号、同第５，２９１，８９０号、同第５，３６８，０３１号、同第５，３６８，０３２号、同第５，４４３，０６８号、およびＨａｒｄｙらに発行された米国特許第５，３０７，８１２号、同第５，３２３，７７９号、同第５，３２７，８８４号（これらの開示は、本明細書中で参考として、明らかに援用される）に記載されるもの）内に配置され得る。
【００２６】
図２を参照して、使用中、患者４０は、患者３０とバッグまたは膜３６との間に適用された水、超音波伝導ゲルなど有するテーブル３０上に配置され得、それによって、患者３０を変換器１２に音響的に結合する。この変換器１２は、組織構造４２（これは、例えば、癌性腫瘍または良性腫瘍）内の標的組織領域に向かって焦点を合わせられ得る。この変換器１２は、一連の駆動信号１５を別個の周波数で、変換器１２に供給して、標的組織領域４２に超音波エネルギーの焦点を合わせることによって作動され得る。超音波処理の経過の間、駆動信号１５の周波数は、上記のように、周期的に変化され得るが、一方で、標的組織領域４２での焦点は維持される。この変換器１２は、標的組織領域４２を実質的に壊死させるに十分な時間（例えば、約５〜２０秒、およびより好ましくは約１０秒以上）作動され得る。
【００２７】
変換器１２は、患者の組織によって吸収された熱が散逸することに可能にする十分な時間の間（例えば、約４５〜９０秒、そしてより好ましくは約６０秒以上）、停止状態にされ得る。次いで、この変換器１２は、例えば、標的組織領域４２に隣接する別の標的組織領域（示されず）上に焦点を合わせられ得、そしてこのプロセスが、標的組織構造全体が除去されるまで繰り返される。
【００２８】
本発明に従うシステムは、好ましくは、単一に実質的に連続的な超音波処理の間に、駆動信号に周波数の制御を使用して、第二のホットスポットの影響を減少させ得る。第一および第二の焦点ゾーンの位置が、駆動信号の周波数に依存して変化するので、異なる周波数の駆動信号は、変換器によって生成される焦点ゾーンまたは「ホットスポット」が、周波数が変化するにつれて、患者内の異なる位置または焦点距離に移動させ得る。本発明に従うシステムの制御装置は、周波数を変化させるが、実質的に、変換器要素に提供される駆動信号の位相および／または振幅を同時に調節することによって、患者の身体内の標的領域に超音波エネルギーの第一の焦点ゾーンを維持する。しかし、第二のホットスポットは、同じ位置に残らないが、しかし周波数が変化するにつれて、異なる位置で焦点が合うようになる。
【００２９】
このことは、例えば、図３に示され、この図３は、変換器からの距離（ｚ）に対して、変換器によって生成されるエネルギー強度（Ｗ／ｍ２）を示す。この例において、変換器は、約１５０ｍｍの焦点距離で、焦点を合わせられるが、一方で駆動信号の周波数は、１．３ＭＨｚから、１．５ＭＨｚ、１．７ＭＨｚに変化する。３つの対応する曲線から理解されるように、第二のホットスポットの変換器からの距離は、１．３ＭＨｚで約５５ｍｍ、１．５ＭＨｚで約６０ｍｍ、１．７ＭＨｚで約６５ｍｍまでシフトする。従って、第二のホットスポットに送達されるエネルギーは、周波数が変化するにつれて、異なる組織領域によって吸収される。このことは、エネルギーを拡散させ、実質的に、疼痛、または組織を損傷または壊死させるに十分な強度レベルに、組織を第二のホットスポットで加熱する危険性を最小にする。第一の焦点ゾーンは、固定された焦点距離で実質的に一定のままであるので、第一の焦点ゾーンにある組織は、壊死を引き起こすために十分に加熱され得る。
【００３０】
本発明は、種々の改変および代替の形態が可能であるが、その特定の実施例が図面に示され、そして本明細書中に詳細に記述される。しかし、本発明は、開示された特定の形態または方法に限定されないが、逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲内にある全ての改変、等価物および代替を包含することが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
図１Ａは、本発明に従う、集中超音波システムの１つの実施形態の模式図である。
【図１Ｂ】
図１Ｂは、図１Ａの集中超音波システムの変換器アレイの頂面図である。
【図２】
図２は、内部の超音波変換器アレイを有する水充填テーブル上の患者の側面模式図である。
【図３】
図３は、固定された第一の焦点ゾーンで焦点を合わせられた超音波変換器を駆動するために使用される種々の周波数信号に対する第二のホットスポットの位置を示すグラフである。
【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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