(57)【要約】方法およびシステムは、約５０μｍ〜約２００μｍ半値全幅（ＦＷＨＭ）の範囲内の断面サイズを有する、集束点を提供し、対応するキャビテーションが、類似範囲内で同様に定寸されることができる。超音波ビームは、標的領域のそれぞれにおいて複数のキャビテーションゾーンを提供するように、複数の場所のそれぞれにおいて集束されてパルス状にされることができる。各パルスは、約１０ＭＰａ〜約８０ＭＰａの範囲内の焦点ピーク陰圧を生成する範囲内のピーク電力を備え得る。治療パルスは、領域内で多くの方法で配列されることができるが、多くの事例では、パルスは、パルスの合間に無傷強膜等の無傷組織を提供するように、領域内で離間されることができる。
2018529480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼の組織を治療するためのシステムであって、
約１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約８０ＭＰＡの範囲内の負音圧を備える、複数の高強度集束超音波（「ＨＩＦＵ」）パルスを生成するように構成される、超音波トランスデューサアレイと、
前記超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記眼の前記組織を治療するように複数の場所への前記複数のパルスを走査する命令を伴って構成され、前記プロセッサは、摂氏約５０度を上回るまでの温度上昇を伴って前記組織を軟化するように前記ＨＩＦＵビームを用いて前記眼を治療する命令を伴って構成される、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記組織は、透明組織を備え、前記プロセッサは、前記組織を不透明にすることなく前記組織を軟化するように前記複数の場所への前記超音波ビームを走査する命令を伴って構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記複数のパルスを用いて組織の標的領域を軟化するように構成され、前記標的領域内の前記複数のパルスのデューティサイクルは、約０．１％〜１％の範囲内である、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記集束点は、５０μｍ〜２００μｍの範囲内の断面サイズを備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、前記複数の場所において前記複数のパルスを重複するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、重複することなく前記複数のパルスを前記複数の場所に送達するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記高強度集束超音波は、約７５０ｋＨｚ〜約２５ＭＨｚの範囲内、随意に、約５ＭＨｚ〜約２０ＭＨｚの範囲内の周波数を備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記トランスデューサアレイおよびプロセッサは、距離によって分離される複数の別個の治療領域に複数のパルスを提供するように構成され、前記複数の別個の治療領域のそれぞれのデューティサイクルは、前記トランスデューサアレイのデューティサイクル未満のデューティサイクルを備え、前記複数の別個の領域は、第１の複数のパルスを受容する第１の治療領域と、第２の複数のパルスを受容する第２の治療領域とを備え、前記治療は、前記第１の領域および前記第２の領域の治療時間を短縮するために、前記第１の領域への前記第１の複数のパルスと前記第２の領域への前記第２の複数のパルスとを交互に繰り返し、前記トランスデューサアレイの前記デューティサイクルに対して前記複数の治療領域のそれぞれのデューティサイクルを減少させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
治療中に前記眼の画像を視認する撮像システムであって、光干渉断層撮影システムまたは超音波生体顕微鏡検査（ＵＢＭ）システムを備える、撮像システムと、
治療中に前記眼の前記画像を示すように前記撮像システムおよび前記プロセッサに結合されるディスプレイと、
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記撮像システムは、前記ＵＢＭを備え、前記超音波トランスデューサアレイおよび前記ＵＢＭは、前記ＵＢＭの視野内で前記ＨＩＦＵビームの場摂動を検出するように配列され、前記プロセッサおよび前記ディスプレイは、前記ディスプレイ上に示される前記眼のリアルタイム画像上の前記場摂動を可視的に表示するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ディスプレイおよび前記プロセッサは、前記ＨＩＦＵビームを用いた治療に先立って、前記ディスプレイ上に前記眼の前記画像上の複数の標的治療領域を示すように構成され、前記プロセッサは、前記複数の標的組織領域への前記集束ＨＩＦＵビームを走査するように構成され、随意に、前記プロセッサは、前記眼の前記画像を視認し、前記複数のパルスを用いて前記組織を治療する所定の治療領域を画定するように、前記眼の前記画像を表示する命令を伴って構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
治療に先立って前記眼の前記画像を示すように前記プロセッサに結合されるディスプレイをさらに備え、前記プロセッサは、前記超音波パルスを用いた治療に先立って、前記眼の前記画像上の前記複数の標的組織領域を画定するようにユーザ入力を受信する命令を伴って構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記プロセッサは、治療に先立って画定される前記複数の標的組織領域を前記治療中に獲得される前記眼のリアルタイム画像と位置合わせする、および前記眼の前記リアルタイム画像と位置合わせして前記眼の前記標的組織領域を示す命令を伴って構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記撮像システムは、前記超音波トランスデューサアレイと整合され、前記プロセッサは、前記眼の動きに応答した前記眼の前記画像との前記眼の前記リアルタイム画像の位置合わせに応答して、前記複数のパルスを前記複数の治療領域に指向する命令を備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記プロセッサは、前記眼の光学的に不透明な領域を通して前記複数の場所への前記超音波ビームを走査するように構成され、前記領域は、前記眼の虹彩、強膜、または縁郭のうちの１つもしくはそれを上回るものを備え、前記撮像システムは、前記超音波撮像システムを備え、前記複数の治療領域は、前記ディスプレイ上で可視であり、前記眼の前記光学的に不透明な領域を通して前記超音波撮像システムを用いて撮像され、随意に、前記標的組織領域は、透明組織を備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記プロセッサは、複数の場所への前記超音波ビームを走査するように構成され、前記トランスデューサアレイは、前記複数の場所への前記超音波ビームを走査するように構成されるフェーズドアレイを備え、随意に、前記複数の場所への前記超音波ビームを走査するように前記超音波アレイに結合される、アクチュエータをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記トランスデューサアレイは、前記点を集束して約１０ＭＰＡ〜約５０ＭＰＡの範囲内の陰圧を提供するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記トランスデューサおよび前記プロセッサは、前記点を複数の場所へ集束し、摂氏約５度以下の温度の上昇を伴って前記組織を軟化するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記システムは、前記点を複数の場所へ集束し、摂氏約５度以下の温度の上昇を伴って前記組織を軟化するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記プロセッサおよび前記超音波アレイは、前記組織の光散乱の実質的な増加を誘発することなく、少なくとも約５％だけ前記組織の弾性率を減少させるように構成され、随意に、前記組織の前記増加した光散乱は、シャインプルーフカメラを用いて測定されると、約５％以下だけ増加され、さらに随意に、前記光散乱は、シャインプルーフカメラを用いて測定されると、約１％以下増加し、前記増加は、術前および術後に測定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、約１％〜約５０％の範囲内の量だけ前記組織の弾性率を減少させるように構成され、前記弾性率の減少は、治療後少なくとも約１週間、随意に、治療後１ヶ月、さらに随意に、治療後少なくとも約６ヶ月にわたって安定したままである、請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、前記屈折率を実質的に変化させることなく、前記組織を軟化するように構成され、随意に、前記屈折率の変化の量は、術後に対して術前に約０．０５以下を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、前記屈折率を実質的に変化させることなく、前記組織を軟化するように構成され、随意に、前記屈折率の変化の量は、術後に対して術前に約０．０１以下を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、前記治療領域の混濁を誘発することなく、約１％〜約５０％の範囲内の量だけ前記組織の前記弾性率を減少させるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、前記眼の中で３次元パターンにおいて複数の場所に前記ビームを集束するように構成され、随意に、前記トランスデューサアレイは、前記超音波ビームの伝搬軸に沿った複数の異なる場所および前記超音波ビームを横断する複数の異なる場所に前記ビームを集束し、３次元治療領域を画定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記プロセッサは、前記眼の調節を増加させるように前記眼の水晶体を軟化する命令を伴って構成され、随意に、前記プロセッサは、前記眼の調節を増加させるように、前記眼の強膜、前記眼の硝子体液、または前記眼の縁郭を軟化する命令を伴って構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記プロセッサは、前記眼の飛蚊症を治療する命令を伴って構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２８】
前記プロセッサは、加熱を用いて前記眼の屈折異常を治療する命令を伴って構成され、前記屈折異常は、近視、遠視、または乱視を備え、前記プロセッサは、前記眼の角膜に印加されるエネルギーのパターンを用いて前記屈折異常を治療し、少なくとも摂氏約５０度までの温度上昇を提供するための命令を伴って構成され、随意に、屈折異常の治療は、組織の軟化と組み合わせられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項２９】
前記眼を前記超音波アレイに結合するように構成される、患者結合構造をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３０】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、３次元切除パターンで組織を切除するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３１】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、組織を海綿化するように、組織を微小穿孔するように、ならびに組織を乳化するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３２】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、摂氏５０度を上回るまで前記組織を加熱し、熱的治療を提供するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、近視、遠視、乱視、老眼、球面収差、円錐角膜（ＫＣＮ）、水晶体乳化、感染性角膜炎（ＩＫ）、ＣＮＶ、環式超音波凝固、緑内障、飛蚊症、硝子体索切断／硝子体切除術、水晶体上皮細胞（ＬＥＣ）溶解、嚢切開、輝点、腫瘍、超音波血栓溶解／血管閉塞、後部角膜表面再形成、水晶体後嚢混濁、水晶体嚢研磨、溢出、後部硝子体網膜剥離、後部連続曲線嚢切開術（ＰＣＣＣ）、および前部連続曲線嚢切開術（ＡＣＣＣ）から成る群から選択される、集束表面下治療を提供するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサアレイは、瞳孔、上皮、結膜、虹彩、水晶体嚢、強膜、および角膜から成る群から選択される、前記眼の組織を通して前記超音波ビームを指向するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３５】
眼を治療するシステムであって、
ＨＩＦＵビームを生成する超音波トランスデューサと、
前記超音波トランスデューサに結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、複数のパルスを備える前記ＨＩＦＵビームを生成する命令を伴って構成され、前記複数のパルスはそれぞれ、少なくとも１つの音響サイクルを備え、前記複数のパルスのうちの各パルスは、約５パーセント（％）以下のデューティサイクルを標的組織領域に提供するために、約１マイクロ秒〜約１，０００マイクロ秒の範囲内の時間によって、前記複数のパルスのうちの後続のパルスから分離される、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項３６】
前記デューティサイクル、各パルスのサイクルの数、および負音圧は、前記組織が治療後に実質的に透明のままであり、随意に、前記組織が、治療後１ヶ月、随意に、治療後１年に実質的に透明であるように構成される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記デューティサイクル、各パルスのサイクルの数、および負音圧は、前記組織が前記超音波治療の完了の１分以内に実質的に透明であるように構成される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３８】
前記デューティサイクル、各パルスのサイクルの数、および負音圧は、前記ＨＩＦＵビームが前記組織内でキャビテーションを生成するように構成され、前記組織は、前記ビームが前記組織を治療した後に実質的に透明である、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３９】
前記デューティサイクル、各パルスのサイクルの数、および負音圧は、前記ＨＩＦＵビームが組織内で可視キャビテーションを生成するように構成され、前記組織は、前記ビームが前記組織を治療した後に透明になり、随意に、前記キャビテーションは、超音波生体顕微鏡検査または光干渉断層撮影を用いて可視である、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの音響サイクルは、約２音響サイクル〜約１００音響サイクルの範囲内、随意に、約３音響サイクル〜約５０音響サイクルの範囲内、随意に、約４音響サイクル〜約２５音響サイクルの範囲内の複数の音響サイクルを備える、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４１】
前記プロセッサは、重複パルスの前記デューティサイクルが、約０．１％〜約４の範囲内、随意に、約０．２％〜約２％、約０．４％〜約１％の範囲内、および約０．５％〜約０．７％から成る群から選択される範囲内であるように、命令を伴って構成される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４２】
前記プロセッサおよびトランスデューサは、前記組織を軟化するために、前記負音圧が約−１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約−４０ＭＰＡの範囲内であるように、命令を伴って構成される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４３】
音響レンズが、前記ＨＩＦＵビームを前記点に集束するように前記ＨＩＦＵエネルギーの経路に沿って位置する、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４４】
音響レンズが、前記ＨＩＦＵビームを前記点に集束するように前記ＨＩＦＵエネルギーの経路に沿って位置し、前記音響レンズは、前記トランスデューサと前記点との間の前記経路に沿って位置する、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４５】
前記トランスデューサは、前記ＨＩＦＵビームを前記点に集束するようにフェーズドアレイトランスデューサを備える、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４６】
前記点を走査する構成要素であって、フェーズドアレイトランスデューサ、１次元フェーズドアレイトランスデューサ、２次元フェーズドアレイトランスデューサ、平行移動ステージ、Ｘ−Ｙ平行移動ステージ、アクチュエータ、検流計、およびジンバルから成る群から選択される、構成要素をさらに備える、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４７】
前記プロセッサは、３次元パターンで前記点を走査するように構成される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４８】
前記プロセッサは、所定の３次元パターンで前記点を走査するように構成される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４９】
前記プロセッサは、複数の重複順次点を伴う複数の場所への前記点を走査する命令を伴って構成される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５０】
前記プロセッサは、複数の非重複順次点を伴う複数の場所への前記点を走査する命令を伴って構成される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５１】
眼を治療する方法であって、
超音波トランスデューサを用いてＨＩＦＵビームを生成するステップであって、前記ＨＩＦＵビームは、複数のパルスを備え、前記複数のパルスはそれぞれ、少なくとも１つの音響サイクルを備え、前記複数のパルスのうちの各パルスは、約５パーセント（％）以下のデューティサイクルを標的組織領域に提供するために、約１マイクロ秒〜約１，０００マイクロ秒の範囲内の時間によって、前記複数のパルスのうちの後続のパルスから分離される、ステップと、
前記複数のパルスを前記組織に指向し、摂氏約５度以下の温度上昇を伴って前記眼の前記組織を軟化するステップであって、前記ＨＩＦＵビームは、約１０μｍ〜約１ｍｍの範囲内の断面サイズを有する集束点を備え、前記超音波ビームの圧力は、前記組織を軟化するために、約−１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約−８０ＭＰＡの範囲内のピーク負音圧を備える、ステップと、
を含む、方法。
【請求項５２】
前記組織は、治療後に実質的に透明のままであり、随意に、前記組織は、治療後１ヶ月、随意に、治療後１年に実質的に透明である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記組織は、前記超音波治療の完了の１分以内に実質的に透明である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記ＨＩＦＵビームは、前記組織内でキャビテーションを生成し、前記組織は、前記ビームが前記組織を治療した後に実質的に透明である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】
前記ＨＩＦＵビームは、組織内で可視キャビテーションを生成し、前記組織は、前記ビームが前記組織を治療した後に透明になり、随意に、前記キャビテーションは、超音波生体顕微鏡検査または光干渉断層撮影を用いて可視である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５６】
前記少なくとも１つの音響サイクルは、約２音響サイクル〜約１００音響サイクルの範囲内、随意に、約３音響サイクル〜約５０音響サイクルの範囲内、随意に、約４音響サイクル〜約２５音響サイクルの範囲内の複数の音響サイクルを備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５７】
重複パルスのための前記デューティサイクルは、約０．１％〜約４の範囲内、随意に、約０．２％〜約２％、約０．４％〜約１％の範囲内、および約０．５％〜約０．７％から成る群から選択される範囲内である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５８】
前記負音圧は、前記組織を軟化するために、約−１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約−４０ＭＰＡの範囲内である、請求項５１に記載の方法。
【請求項５９】
音響レンズが、前記ＨＩＦＵビームを前記点に集束するように前記ＨＩＦＵエネルギーの経路に沿って位置する、請求項５１に記載の方法。
【請求項６０】
音響レンズが、前記ＨＩＦＵビームを前記点に集束するように前記ＨＩＦＵエネルギーの経路に沿って位置し、前記音響レンズは、前記トランスデューサと前記点との間の前記経路に沿って位置する、請求項５１に記載の方法。
【請求項６１】
前記トランスデューサは、前記ＨＩＦＵビームを前記点に集束するようにフェーズドアレイトランスデューサを備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項６２】
前記点は、フェーズドアレイトランスデューサ、１次元フェーズドアレイトランスデューサ、２次元フェーズドアレイトランスデューサ、平行移動ステージ、Ｘ−Ｙ平行移動ステージ、アクチュエータ、検流計、およびジンバルから成る群から選択される、構成要素を用いて走査される、請求項５１に記載の方法。
【請求項６３】
前記点は、３次元パターンで走査される、請求項５１に記載の方法。
【請求項６４】
前記点は、所定の３次元パターンで走査される、請求項５１に記載の方法。
【請求項６５】
前記点は、複数の重複順次点を伴う複数の場所へ走査される、請求項５１に記載の方法。
【請求項６６】
前記点は、複数の非重複順次点を伴う複数の場所へ走査される、請求項５１に記載の方法。
【請求項６７】
眼を治療する方法であって、
超音波トランスデューサアレイを用いてＨＩＦＵビームを生成するステップと、
所定のパターンで前記ＨＩＦＵビームを走査し、摂氏約５度以下の温度上昇を伴って前記眼の前記組織を軟化するステップであって、前記ＨＩＦＵビームは、約１０μｍ〜約１ｍｍの範囲内の最大断面寸法を有する前記治療ゾーンにおいて集束点を備え、前記超音波ビームの圧力は、前記組織を軟化するために、約−１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約−８０ＭＰＡの範囲内のピーク負音圧を備え、前記組織は、治療後に実質的に透明のままである、ステップと、
を含む、方法。
【請求項６８】
前記治療されたパターンは、治療後約１週間〜治療後約１ヶ月の範囲内の治療後の時間周期にわたって前記眼で視認する患者に光学的に可視的なアーチファクトを生成しない、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
組織を治療するシステムであって、
超音波トランスデューサアレイと、
前記超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、前記組織を治療する命令を備える、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項７０】
眼の組織を治療するシステムであって、
超音波トランスデューサアレイと、
前記超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、強膜、角膜、水晶体、硝子体、または鋸状縁と前記眼の水晶体嚢との間に延在する小帯のうちの１つもしくはそれを上回るものを治療する命令を備える、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項７１】
組織を治療するシステムであって、
超音波トランスデューサアレイと、
前記超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記組織を切除する命令を備え、前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、集束高強度超音波ビームを用いて前記組織を非熱的に切除するように構成される、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項７２】
組織を治療するシステムであって、
超音波トランスデューサアレイと、
前記超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記組織を切除する命令を備え、前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、集束高強度超音波ビームを用いて前記組織を非熱的に切除するように構成される、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項７３】
組織を治療するシステムであって、
超音波トランスデューサアレイと、
前記超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記組織を治療する命令を備え、前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記組織の光散乱を減少させるように構成される、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項７４】
組織を切除するシステムであって、
超音波トランスデューサアレイと、
前記超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記組織を治療する命令を備え、前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記組織の複数の場所への超音波パルスを用いて前記組織を非熱的に切除するように構成され、前記超音波パルスは、前記複数の場所のそれぞれにおいて約５％以下のデューティサイクルを備え、前記トランスデューサアレイは、前記非熱パルスのための５０％またはそれを上回るデューティサイクルを備える、プロセッサと、
を備える、システム。
【請求項７５】
眼を治療する方法であって、
トランスデューサアレイを用いて超音波エネルギーを前記眼に指向するステップを含む、
方法。
【請求項７６】
超音波ビームが、前記眼の表面の下方１ｍｍまたはそれ未満の場所で焦点を提供するために、約５〜１５ＭＨｚの範囲内の周波数を伴って小さい点サイズに集束される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項７７】
超音波エネルギーが、キャビテーションを生成し、隣接組織への摂氏約１０度以下の加熱によって前記標的組織の弾性を増加させるよう送達される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項７８】
前記プロセッサおよび前記トランスデューサは、約５０μｍ〜約２００μｍ半値全幅（ＦＷＨＭ）の範囲内の断面サイズを有する点に前記超音波ビームを集束するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項７９】
前記アレイおよびプロセッサは、第１の周波数において前記眼を撮像する第１の波長と、第２の周波数において前記眼を治療する第２の波長とを提供するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８０】
前記プロセッサおよび前記フェーズドアレイは、複数の場所への前記ＨＩＦＵビームを走査するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８１】
前記アレイは、前記トランスデューサアレイを前記眼の周囲の複数の場所まで移動させるようにアームの上に搭載される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８２】
前記プロセッサは、前記鋸状縁の近傍から前記角膜まで、かつ前記角膜の中へ延在する前記強膜の領域内の複数の場所への前記ＨＩＦＵビームを走査する命令を伴って構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８３】
前記プロセッサは、強膜破砕術、角膜破砕術、または水晶体破砕術のうちの１つもしくはそれを上回るものを行う命令を伴って構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８４】
前記プロセッサは、角膜、強膜、水晶体、前記鋸状縁から前記水晶体嚢まで延在する小帯、前記眼の硝子体、または前記眼の鋸状縁のうちの１つもしくはそれを上回るものを治療する命令を伴って構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８５】
前記超音波アレイに結合される前記プロセッサは、約−２０〜約８０ＭＰａの範囲内の負音圧を提供するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８６】
前記超音波アレイに結合される前記プロセッサは、組織構造のコラーゲン組織を除去し、前記コラーゲン組織構造を実質的に無傷で残すように構成され、除去された組織の量は、約５％〜約２０％の範囲内である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８７】
ＨＩＦＵを用いて前記組織を治療する第１のアレイと、前記眼を撮像する第２の超音波アレイとをさらに備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８８】
前記アレイは、約５ＭＨｚ〜約１５ＭＨｚの範囲内の周波数を有する高強度超音波を前記標的場所へ集束するようにフェーズドアレイを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項８９】
前記アレイおよびプロセッサは、実質的に可視気泡形成を伴わずに組織を切除するように構成され、随意に、可視気泡の量は、治療体積の５％以下を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９０】
前記アレイおよびプロセッサは、実質的に可視気泡形成を伴わずに組織を切除するように構成され、随意に、可視気泡の量は、切除組織治療体積の１％以下を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９１】
前記アレイおよびプロセッサは、実質的に可視気泡形成を伴わずに組織を切除するように構成され、随意に、可視気泡の量は、切除組織治療体積の０．１％以下を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９２】
前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記組織の前記複数の場所への超音波パルスを用いて前記組織を非熱的に切除するように構成され、前記超音波パルスは、前記複数の場所のそれぞれにおいて約３％以下のデューティサイクルを備え、前記トランスデューサアレイは、前記非熱パルスのための８０％またはそれを上回るデューティサイクルを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９３】
前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記組織の前記複数の場所への超音波パルスを用いて前記組織を非熱的に切除し、複数の組織切除経路を伴う複数の組織片を画定するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９４】
前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記組織の前記複数の場所への超音波パルスを用いて前記組織を非熱的に切除し、複数の組織切除経路を伴う複数の組織片を画定するように構成され、前記複数の組織切除経路は、前記組織を前記複数の組織片に分離するように配列される複数の組織穿孔を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９５】
前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記組織の前記複数の場所への超音波パルスを用いて前記組織を非熱的に切除し、３次元組織切除パターンを画定するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９６】
前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記組織の前記複数の場所への超音波パルスを用いて前記組織を非熱的に切除するように構成され、前記超音波パルスは、前記非熱的組織切除を用いてコラーゲン繊維を開裂するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９７】
前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記組織の前記複数の場所への超音波パルスを用いて前記組織を非熱的に切除するように構成され、前記超音波パルスは、前記非熱的組織切除を用いてコラーゲン繊維を分離するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９８】
前記コラーゲン繊維は、角膜、縁郭、強膜、虹彩、水晶体嚢、水晶体皮質、または小帯のうちの１つもしくはそれを上回るもののコラーゲン繊維を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項９９】
前記複数のパルスは、前記眼の屈折異常を治療するように配列され、前記屈折異常は、近眼、遠眼、乱視、収差補正、または波面収差補正のうちの１つもしくはそれを上回るものを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項１００】
前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記眼のための矯正レンズに対応する組織片を画定するように配列される、前記組織の前記複数の場所への超音波パルスを用いて、コラーゲン組織を非熱的に切除するように構成され、前記超音波パルスは、前記組織片が前記眼から除去されることを可能にするように配列され、随意に、前記パルスは、小切開水晶体摘出（ＳＭＩＬＥ）を行うために前記組織片へのアクセス経路を画定するように配列され、随意に、前記組織は、角膜組織を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項１０１】
前記トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、コラーゲン組織を経路に沿った１つまたはそれを上回る層に分離するように配列される、前記組織の前記複数の場所への超音波パルスを用いて、前記経路に沿って前記組織を非熱的に切除するように構成され、随意に、前記組織は、角膜組織を備え、随意に、前記経路は、角膜ポケット、角膜ベッド、または皮弁のうちの１つもしくはそれを上回るものを画定する、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項１０２】
前記超音波トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記超音波ビームを用いて前記眼の組織を切除し、角膜内皮の損傷を阻止するために、前記眼の前記角膜内皮を通して超音波エネルギーを伝送し、前記角膜内皮から離して前記超音波ビームを集束するように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項１０３】
前記超音波トランスデューサアレイおよび前記プロセッサは、前記超音波ビームを用いて前記眼の組織を切除し、角膜内皮の損傷を阻止するために、前記眼の前記角膜内皮を通して超音波エネルギーを伝送し、前記角膜内皮から離して前記超音波ビームを集束するように構成され、前記超音波ビームが集束される単位面積につき送達される超音波エネルギーの量は、前記ビームが前記角膜内皮を通過する単位面積あたりのエネルギーの量よりも約１，０００（千）〜約１００，０００（１０万）倍多い範囲内である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項１０４】
前記超音波ビームが集束される単位面積につき送達される超音波エネルギーの量は、前記ビームが前記眼の結膜または角膜のうちの１つもしくはそれを上回るものの上皮層を通過する単位面積あたりのエネルギーの量よりも約１，０００（千）〜約１００，０００（１０万）倍多い範囲内である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項１０５】
前記トランスデューサアレイは、約０．５〜約１０の範囲内の開口数を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【請求項１０６】
前記トランスデューサアレイおよびプロセッサは、複数のパルスを複数の別個の治療領域に提供するように構成され、前記複数の別個の治療領域のそれぞれのデューティサイクルは、前記トランスデューサアレイのデューティサイクル未満のデューティサイクルを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の方法またはシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願）
本ＰＣＴ出願は、米国仮出願第６２／２３７，８４０号、出願日２０１５年１０月６日、発明の名称“ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＥＤ  ＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮＡＬ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＯＣＵＬＡＲ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＳ”（代理人管理番号第４８８４８−７０４．１０１号）；米国仮出願第６２／２５４，１３８号、出願日２０１５年１１月１１日、発明の名称“ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＥＤ  ＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮＡＬ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＯＣＵＬＡＲ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＳ”（代理人管理番号第４８８４８−７０４．１０２号）；米国仮出願第６２／３０５，９９６号、出願日２０１６年３月９日、発明の名称  “ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＥＤ  ＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮＡＬ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＯＣＵＬＡＲ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＳ”（代理人管理番号第４８８４８−７０４．１０３号）；および米国仮出願第６２／３１０，６４４号、２０１６年３月１８日、発明の名称“ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＥＤ  ＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮＡＬ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＯＣＵＬＡＲ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＳ”（代理人管理番号第４８８４８−７０４．１０４号）の利益を主張するものであり、これらの全開示は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
弾性を増加させるように組織を治療するための従来技術の方法およびシステムは、理想的であろうよりも効果が弱くあり得る。例えば、組織弾性を増加させる従来の方法およびシステムは、パルスレーザならびに高周波数（ＲＦ）治療等のレーザおよび熱的治療を含むことができる。これらの従来の方法およびシステムのうちのいくつかは、弾性を増加させるように組織を治療し得るが、本効果は、経時的に失われ得る。治療効果の本退行は、従来の方法およびシステムを、老眼ならびに緑内障の治療のための眼の弾性変調等の治療にとってあまり理想的ではなくし得る。また、レーザおよびＲＦベースの治療は、より少ない人々が有益な治療を受けることができるように、理想的であろうよりも若干複雑かつ高価であり得る。
【０００３】
超音波は、以前は組織を除去するために砕石術とともに使用されてきたが、従来技術の超音波デバイスは、組織の弾性を増加させるよう組織を治療するために理想的には適し得ない。また、従来技術の超音波方法およびシステムは、眼の組織等の小さい構造を治療するために理想的には適し得ない。例えば、砕石術方法およびシステムで使用される従来技術の周波数は、理想的であろうよりも多くの加熱を提供することができ、超音波ビームは、眼の繊細な構造等の繊細な構造を治療するために十分に小さい領域に集束されない場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
方法における本開示されるシステムは、向上した正確度とともに眼の向上した治療を提供し、組織治療に応答して、減少した量の治癒を提供することができる。眼の治療を参照するが、本明細書に開示される方法および装置は、多くのタイプの組織を治療するために使用されることができ、本明細書に開示される方法および装置は、眼科、泌尿器科、整形外科、および心臓病科等の多くの分野内で用途を見出すであろう。
【０００５】
多くの実施形態では、超音波トランスデューサは、組織の加熱を減少させるために十分に低いデューティサイクルを伴う高強度集束超音波ビームを提供するように構成される。集束超音波ビームは、各パルスが少なくとも１つの音響サイクルを備える、複数のパルスを備える。各パルスは、複数の音響サイクルを備えてもよい。第１のパルスと後続のパルスとの間の時間は、組織の加熱が減少されるように配列されることができる。高強度集束超音波（ＨＩＦＵ）パルスは、組織を軟化するために有用であり得る、一時的キャビテーションを生成するように構成されることができる。パルスおよびデューティサイクルの強度は、多くの方法で構成されることができ、組織を軟化するように、または治療のタイプに応じて組織を切除するように構成されることができる。多くの実施形態では、ビームは、局部的組織治療を眼の繊細な構造に提供するように小さい点サイズに集束される。低いデューティサイクルおよび集束ビームが、治療に応答して、減少した量の治癒を伴って局部的組織を治療するために使用されることができ、多くの事例では、組織は、治療後に長期間、例えば、治療後１年にわたって、患者に可視的な知覚可能アーチファクトを生成することなく、透明のままである、代替として、または組み合わせて、本システムは、白内障手術のために眼の水晶体を除去することに先立って水晶体前嚢を切除すること等、手術中に超音波治療を用いて組織を切除するように構成されることができる。組織を除去する外科的手技を用いると、超音波ビーム強度は、随意に、組織の可視キャビテーションを提供するために十分に高く設定されてもよい。代替として、または組み合わせて、組織除去は、組織を液化または乳化するように、より低いデューティサイクルを提供されることができる。多くの実施形態では、組織治療は、外科的切開を伴わずに提供され、手技の侵襲性および手技に応答した治癒を減少させる。
【０００６】
多くの実施形態では、本システムは、標的領域の複数の場所に送達される複数のパルスを用いて、眼の標的領域への集束点を走査するように構成される。本システムは、撮像システムによって提供される画像に応答して、パルスを標的組織構造に指向するように撮像システムに結合される、超音波トランスデューサを備える。撮像システムは、超音波撮像システムまたは光学撮像システムを備えてもよい。撮像システムは、ユーザがディスプレイ上で標的組織構造を識別し、例えば、タッチスクリーンディスプレイを用いて、標的組織構造を治療する治療パラメータを入力し得るように、標的組織構造を識別するために使用されることができる。本システムは、多くの方法で点を走査するように構成されることができ、超音波トランスデューサを平行移動または回転させてもよい、もしくはフェーズドアレイ超音波トランスデューサを用いてビームを走査してもよい、およびそれらの組み合わせである。多くの実施形態では、撮像システムは、縁郭、強膜、および虹彩等の眼の光学的に不透明な構造を通して組織を撮像して治療するために、超音波トランスデューサと組み合わせて使用される超音波生体顕微鏡を備える。
【０００７】
超音波トランスデューサおよびプロセッサは、実質的に非熱的な治療、組織軟化、組織切除、熱的治療、および非熱的治療等の多くのタイプの治療を提供するように、多くの方法で構成されることができる。本システムは、治療に応答して、減少した侵襲性および治癒を伴って眼の多くの繊細な組織構造を治療するように構成されることができる。ＨＩＦＵビームは、飛蚊症を液化または乳化することによって飛蚊症を治療するように構成されることができる。本システムは、例えば、網膜に結合された硝子体構造の軟化によって、網膜剥離に関連し得る、網膜に結合された硝子体構造を治療するように構成されることができる。本システムは、調節に関連する眼のこれらの構造を軟化するために、眼の水晶体への軟化治療、強膜を軟化する強膜の治療、硝子体液の構造を軟化する硝子体液の治療、または水晶体嚢内の水晶体の動きを促進する鋸状縁の治療と組み合わせて、老眼を治療するように構成されることができる。
本システムは、水晶体を軟化し、切開を通した吸引によって除去を促進するように、白内障手術とともに使用するために構成されることができる。本システムはまた、例えば、角膜組織の熱的治療を用いて、眼の屈折補正を提供し、角膜組織を再形成して眼の屈折異常を補正するように構成されてもよい。付加的治療は、本明細書に開示される方法および装置を用いて提供されてもよい。
【０００８】
一側面では、眼の組織を治療するためのシステムは、複数の高強度集束超音波（「ＨＩＦＵ」）パルスを生成するように構成される、超音波トランスデューサアレイと、超音波トランスデューサアレイに結合され、眼の組織を治療するように複数の場所への複数のパルスを走査する命令を伴って構成される、プロセッサとを備える。複数の高強度集束超音波（「ＨＩＦＵ」）パルスは、約１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約８０ＭＰＡの範囲内の負音圧を備える。プロセッサは、摂氏約５０度を上回るまでの温度上昇を伴って組織を軟化するようにＨＩＦＵビームを用いて眼を治療する命令を伴って構成される。
【０００９】
組織は、透明組織を備えてもよい。プロセッサは、組織を不透明にすることなく組織を軟化するように複数の場所への超音波ビームを走査する命令を伴って構成されてもよい。プロセッサは、複数のパルスを用いて組織の標的領域を軟化するように構成されてもよい。標的領域内の複数のパルスのデューティサイクルは、約０．１％〜１％の範囲内であってもよい。集束点は、５０μｍ〜２００μｍの範囲内の断面サイズを備えてもよい。プロセッサおよびトランスデューサアレイは、複数の場所において複数のパルスを重複するように構成されてもよい。プロセッサおよびトランスデューサアレイは、重複することなく複数のパルスを複数の場所に送達するように構成されてもよい。高強度集束超音波は、約７５０ｋＨｚ〜約２５ＭＨｚの範囲内、随意に、約５ＭＨｚ〜約２０ＭＨｚの範囲内の周波数を備えてもよい。
【００１０】
トランスデューサアレイおよびプロセッサは、距離によって分離される複数の別個の治療領域に複数のパルスを提供するように構成されてもよい。複数の別個の治療領域のそれぞれのデューティサイクルは、トランスデューサアレイのデューティサイクル未満のデューティサイクルを備えてもよい。複数の別個の領域は、第１の複数のパルスを受容する第１の治療領域と、第２の複数のパルスを受容する第２の治療領域とを備えてもよく、治療は、第１の領域および第２の領域の治療時間を短縮するために、第１の領域への第１の複数のパルスと第２の領域への第２の複数のパルスとを交互に繰り返し、トランスデューサアレイのデューティサイクルに対して複数の治療領域のそれぞれのデューティサイクルを減少させる。
【００１１】
本システムはさらに、治療中に眼の画像を視認する撮像システムと、治療中に眼の画像を示すように撮像システムおよびプロセッサに結合されるディスプレイとを備えてもよい。撮像システムは、光干渉断層撮影システムまたは超音波生体顕微鏡検査（ＵＢＭ）システムを備えてもよい。撮像システムは、ＵＢＭを備えてもよい。超音波トランスデューサアレイおよびＵＢＭは、ＵＢＭの視野内でＨＩＦＵビームの場摂動を検出するように配列されてもよい。プロセッサおよびディスプレイは、ディスプレイ上に示される眼のリアルタイム画像上の場摂動を可視的に表示するように構成されてもよい。ディスプレイおよびプロセッサは、ＨＩＦＵビームを用いた治療に先立って、ディスプレイ上に眼の画像上の複数の標的治療領域を示すように構成されてもよい。プロセッサは、複数の標的組織領域への集束ＨＩＦＵビームを走査するように構成されてもよい。随意に、プロセッサは、眼の画像を視認し、複数のパルスを用いて組織を治療する所定の治療領域を画定するように、眼の画像を表示する命令を伴って構成されてもよい。
【００１２】
本システムはさらに、治療に先立って眼の画像を示すようにプロセッサに結合されるディスプレイを備えてもよい。プロセッサは、超音波パルスを用いた治療に先立って、眼の画像上の複数の標的組織領域を画定するようにユーザ入力を受信する命令を伴って構成されてもよい。プロセッサは、治療に先立って画定される複数の標的組織領域を治療中に獲得される眼のリアルタイム画像と位置合わせする、および眼のリアルタイム画像と位置合わせして眼の標的組織領域を示す命令を伴って構成されてもよい。撮像システムは、超音波トランスデューサアレイと整合されてもよい。プロセッサは、眼の動きに応答した眼の画像との眼のリアルタイム画像の位置合わせに応答して、複数のパルスを複数の治療領域に指向する命令を備えてもよい。プロセッサは、眼の光学的に不透明な領域を通して複数の場所への超音波ビームを走査するように構成されてもよく、領域は、眼の虹彩、強膜、または縁郭のうちの１つもしくはそれを上回るものを備える。撮像システムは、超音波撮像システムを備えてもよく、複数の治療領域は、ディスプレイ上で可視であり、眼の光学的に不透明な領域を通して超音波撮像システムを用いて撮像されてもよい。標的組織領域は、随意に、透明組織を備えてもよい。
【００１３】
プロセッサは、複数の場所への超音波ビームを走査するように構成されてもよい。トランスデューサアレイは、複数の場所への超音波ビームを走査するように構成されるフェーズドアレイを備えてもよい。本システムはさらに、随意に、複数の場所への超音波ビームを走査するように超音波アレイに結合される、アクチュエータを備えてもよい。
【００１４】
トランスデューサアレイは、点を集束して約１０ＭＰＡ〜約５０ＭＰＡの範囲内の陰圧を提供するように構成されてもよい。
【００１５】
トランスデューサおよびプロセッサは、点を複数の場所へ集束し、摂氏約５度以下の温度の上昇を伴って組織を軟化するように構成されてもよい。
【００１６】
本システムは、点を複数の場所へ集束し、摂氏約５度以下の温度の上昇を伴って組織を軟化するように構成されてもよい。
【００１７】
プロセッサおよび超音波アレイは、組織の光散乱の実質的な増加を誘発することなく、少なくとも約５％だけ組織の弾性率を減少させるように構成されてもよい。随意に、組織の増加した光散乱は、シャインプルーフカメラを用いて測定されると、約５％以下だけ増加されてもよい。随意に、光散乱は、シャインプルーフカメラを用いて測定されると、約１％以下増加してもよい。光散乱の増加は、術前および術後に測定されてもよい。
【００１８】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、約１％〜約５０％の範囲内の量だけ組織の弾性率を減少させるように構成されてもよい。弾性率の減少は、治療後少なくとも約１週間、随意に、治療後１ヶ月、さらに随意に、治療後少なくとも約６ヶ月にわたって安定したままであってもよい。
【００１９】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、屈折率を実質的に変化させることなく、組織を軟化するように構成されてもよい。屈折率の変化の量は、術後に対して術前に約０．０５以下を備えてもよい。
【００２０】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、屈折率を実質的に変化させることなく、組織を軟化するように構成されてもよい。屈折率の変化の量は、術後に対して術前に約０．０１以下を備えてもよい。
【００２１】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、治療領域の混濁を誘発することなく、約１％〜約５０％の範囲内の量だけ組織の弾性率を減少させるように構成されてもよい。
【００２２】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、眼の中で３次元パターンにおいて複数の場所にビームを集束するように構成される。トランスデューサアレイは、超音波ビームの伝搬軸に沿った複数の異なる場所および／または超音波ビームを横断する複数の異なる場所にビームを集束し、３次元治療領域を画定するように構成されてもよい。
【００２３】
プロセッサは、眼の調節を増加させるように眼の水晶体を軟化する命令を伴って構成されてもよい。プロセッサは、眼の調節を増加させるように、眼の強膜、眼の硝子体液、または眼の縁郭を軟化する命令を伴って構成されてもよい。
【００２４】
プロセッサは、眼の飛蚊症を治療する命令を伴って構成されてもよい。
【００２５】
プロセッサは、加熱を用いて眼の屈折異常を治療する命令を伴って構成されてもよい。屈折異常は、近視、遠視、および／または乱視を備えてもよい。プロセッサは、眼の角膜に印加されるエネルギーのパターンを用いて屈折異常を治療し、少なくとも摂氏約５０度までの温度上昇を提供する命令を伴って構成されてもよい。屈折異常の治療は、組織の軟化と組み合わせられてもよい。
【００２６】
本システムはさらに、眼を超音波アレイに結合するように構成される、患者結合構造を備えてもよい。
【００２７】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、３次元切除パターンで組織を切除するように構成されてもよい。
【００２８】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、組織を海綿化するように、組織を微小穿孔するように、および／または組織を乳化するように構成されてもよい。
【００２９】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、摂氏５０度を上回るまで組織を加熱し、熱的治療を提供するように構成されてもよい。
【００３０】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、近視、遠視、乱視、老眼、球面収差、円錐角膜（「ＫＣＮ」）、水晶体乳化、感染性角膜炎（「ＩＫ」）、脈絡膜血管新生（「ＣＮＶ」）、環式超音波凝固、緑内障、飛蚊症、硝子体索切断／硝子体切除術、水晶体上皮細胞（「ＬＥＣ」）溶解、嚢切開、輝点、腫瘍、超音波血栓溶解／血管閉塞、後部角膜表面再形成、水晶体後嚢混濁、水晶体嚢研磨、溢出、後部硝子体網膜剥離、後部連続曲線嚢切開術（「ＰＣＣＣ」）、および／または前部連続曲線嚢切開術（「ＡＣＣＣ」）から成る群から選択される、集束表面下治療を提供するように構成されてもよい。
【００３１】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、瞳孔、上皮、結膜、虹彩、水晶体嚢、強膜、および角膜から成る群から選択される、眼の組織を通して超音波ビームを指向するように構成されてもよい。
【００３２】
別の側面では、眼を治療するシステムは、ＨＩＦＵビームを生成する超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサに結合されるプロセッサであって、複数のパルスを備えるＨＩＦＵビームを生成する命令を伴って構成される、プロセッサを備える。複数のパルスはそれぞれ、少なくとも１つの音響サイクルを備える。複数のパルスのうちの各パルスは、約５パーセント（％）以下のデューティサイクルを標的組織領域に提供するために、約１マイクロ秒〜約１，０００マイクロ秒の範囲内の時間によって、複数のパルスのうちの後続のパルスから分離される。
【００３３】
デューティサイクル、各パルスのサイクルの数、および／または負音圧は、組織が治療後に実質的に透明のままであるように構成されてもよい。随意に、組織は、治療後１ヶ月、随意に、治療後１年に実質的に透明であり得る。
【００３４】
デューティサイクル、各パルスのサイクルの数、および／または負音圧は、組織が超音波治療の完了の１分以内に実質的に透明であるように構成されてもよい。
【００３５】
デューティサイクル、各パルスのサイクルの数、および／または負音圧は、ＨＩＦＵビームが組織内でキャビテーションを生成するように構成されてもよい。組織は、ビームが組織を治療した後に実質的に透明であり得る。
【００３６】
デューティサイクル、各パルスのサイクルの数、および／または負音圧は、ＨＩＦＵビームが組織内で可視キャビテーションを生成するように構成されてもよい。組織は、ビームが組織を治療した後に透明になってもよい。キャビテーションは、超音波生体顕微鏡検査および／または光干渉断層撮影を用いて可視であり得る。
【００３７】
少なくとも１つの音響サイクルは、約２音響サイクル〜約１００音響サイクルの範囲内、随意に、約３音響サイクル〜約５０音響サイクルの範囲内、随意に、約４音響サイクル〜約２５音響サイクルの範囲内の複数の音響サイクルを備えてもよい。
【００３８】
プロセッサは、重複パルスのデューティサイクルが、約０．１％〜約４の範囲内、随意に、約０．２％〜約２％、約０．４％〜約１％の範囲内、および約０．５％〜約０．７％から成る群から選択される範囲内であるように、命令を伴って構成されてもよい。
【００３９】
プロセッサおよびトランスデューサは、組織を軟化するために、負音圧が約−１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約−４０ＭＰＡの範囲内であるように、命令を伴って構成されてもよい。
【００４０】
音響レンズが、ＨＩＦＵビームを点に集束するようにＨＩＦＵエネルギーの経路に沿って位置する。
【００４１】
音響レンズが、ＨＩＦＵビームを点に集束するようにＨＩＦＵエネルギーの経路に沿って位置してもよく、音響レンズは、トランスデューサと点との間の経路に沿って位置してもよい。
【００４２】
トランスデューサは、ＨＩＦＵビームを点に集束するようにフェーズドアレイトランスデューサを備えてもよい。
【００４３】
本システムはさらに、点を走査する構成要素であって、フェーズドアレイトランスデューサ、１次元フェーズドアレイトランスデューサ、２次元フェーズドアレイトランスデューサ、平行移動ステージ、Ｘ−Ｙ平行移動ステージ、アクチュエータ、検流計、およびジンバルから成る群から選択される、構成要素を備えてもよい。
【００４４】
プロセッサは、３次元パターンで点を走査するように構成されてもよい。
【００４５】
プロセッサは、所定の３次元パターンで点を走査するように構成されてもよい。
【００４６】
プロセッサは、複数の重複順次点を伴う複数の場所への点を走査する命令を伴って構成されてもよい。
【００４７】
プロセッサは、複数の非重複順次点を伴う複数の場所への点を走査する命令を伴って構成されてもよい。
【００４８】
別の側面では、眼を治療する方法は、超音波トランスデューサを用いてＨＩＦＵビームを生成するステップと、複数のパルスを組織に指向し、摂氏約５度以下の温度上昇を伴って眼の組織を軟化するステップとを含む。ＨＩＦＵビームは、複数のパルスを備え、複数のパルスはそれぞれ、少なくとも１つの音響サイクルを備える。複数のパルスのうちの各パルスは、約５パーセント（％）以下のデューティサイクルを標的組織領域に提供するために、約１マイクロ秒〜約１，０００マイクロ秒の範囲内の時間によって、複数のパルスのうちの後続のパルスから分離される。ＨＩＦＵビームは、約１０μｍ〜約１ｍｍの範囲内の断面サイズを有する集束点を備えてもよい。超音波ビームの圧力は、組織を軟化するために、約−１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約−８０ＭＰＡの範囲内のピーク負音圧を備えてもよい。
【００４９】
組織は、治療後に実質的に透明のままであってもよい。随意に、組織は、治療後１ヶ月、随意に、治療後１年に実質的に透明であり得る。
【００５０】
組織は、超音波治療の完了の１分以内に実質的に透明であり得る。
【００５１】
ＨＩＦＵビームは、組織内でキャビテーションを生成してもよく、組織は、ビームが組織を治療した後に実質的に透明である。
【００５２】
ＨＩＦＵビームは、組織内で可視キャビテーションを生成してもよい。組織は、ビームが組織を治療した後に透明になってもよい。キャビテーションは、随意に、超音波生体顕微鏡検査および／または光干渉断層撮影を用いて可視であり得る。
【００５３】
少なくとも１つの音響サイクルは、約２音響サイクル〜約１００音響サイクルの範囲内、随意に、約３音響サイクル〜約５０音響サイクルの範囲内、随意に、約４音響サイクル〜約２５音響サイクルの範囲内の複数の音響サイクルを備えてもよい。
【００５４】
重複パルスのためのデューティサイクルは、約０．１％〜約４の範囲内、随意に、約０．２％〜約２％、約０．４％〜約１％の範囲内、および約０．５％〜約０．７％から成る群から選択される範囲内であってもよい。
【００５５】
負音圧は、組織を軟化するために、約−１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約−４０ＭＰＡの範囲内であってもよい。
【００５６】
音響レンズが、ＨＩＦＵビームを点に集束するようにＨＩＦＵエネルギーの経路に沿って位置してもよい。
【００５７】
音響レンズが、ＨＩＦＵビームを点に集束するようにＨＩＦＵエネルギーの経路に沿って位置してもよく、音響レンズは、トランスデューサと点との間の経路に沿って位置する。
【００５８】
トランスデューサは、ＨＩＦＵビームを点に集束するようにフェーズドアレイトランスデューサを備えてもよい。
【００５９】
点は、フェーズドアレイトランスデューサ、１次元フェーズドアレイトランスデューサ、２次元フェーズドアレイトランスデューサ、平行移動ステージ、Ｘ−Ｙ平行移動ステージ、アクチュエータ、検流計、およびジンバルから成る群から選択される、構成要素を用いて走査されてもよい。
【００６０】
点は、３次元パターンで走査されてもよい。
【００６１】
点は、所定の３次元パターンで走査されてもよい。
【００６２】
点は、複数の重複順次点を伴う複数の場所へ走査されてもよい。
【００６３】
点は、複数の非重複順次点を伴う複数の場所へ走査されてもよい。
【００６４】
ある側面では、眼を治療する方法は、超音波トランスデューサアレイを用いてＨＩＦＵビームを生成するステップと、所定のパターンでＨＩＦＵビームを走査し、摂氏約５度以下の温度上昇を伴って眼の組織を軟化するステップとを含む。ＨＩＦＵビームは、約１０μｍ〜約１ｍｍの範囲内の最大断面寸法を有する治療ゾーンにおいて集束点を備える。超音波ビームの圧力は、組織を軟化するために、約−１０メガパスカル（ＭＰＡ）〜約−８０ＭＰＡの範囲内のピーク負音圧を備える。組織は、治療後に実質的に透明のままである。
【００６５】
治療されたパターンは、治療後約１週間〜治療後約１ヶ月の範囲内の治療後の時間周期にわたって眼で視認する患者に光学的に可視的なアーチファクトを生成し得ない。
【００６６】
別の側面では、組織を治療するシステムは、超音波トランスデューサアレイと、超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、組織を治療する命令を備える、プロセッサとを備える。
【００６７】
別の側面では、眼の組織を治療するシステムは、超音波トランスデューサアレイと、超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、強膜、角膜、水晶体、硝子体、または鋸状縁と眼の水晶体嚢との間に延在する小帯のうちの１つもしくはそれを上回るものを治療する命令を備える、プロセッサとを備える。
【００６８】
別の側面では、組織を治療するシステムは、超音波トランスデューサアレイと、超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、組織を切除する命令を備える、プロセッサとを備え、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、集束高強度超音波ビームを用いて組織を非熱的に切除するように構成される。
【００６９】
別の側面では、組織を治療するシステムは、超音波トランスデューサアレイと、超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、組織を切除する命令を備える、プロセッサとを備える。トランスデューサアレイおよびプロセッサは、集束高強度超音波ビームを用いて組織を非熱的に切除するように構成される。
【００７０】
別の側面では、組織を治療するシステムは、超音波トランスデューサアレイと、超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、組織を切除する命令を備える、プロセッサとを備える。トランスデューサアレイおよびプロセッサは、組織の光散乱を減少させるように構成される。
【００７１】
別の側面では、組織を切除するシステムは、超音波トランスデューサアレイと、超音波トランスデューサアレイに結合されるプロセッサであって、組織を治療する命令を備える、プロセッサとを備え、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて組織を非熱的に切除するように構成され、超音波パルスは、複数の場所のそれぞれにおいて約５％以下のデューティサイクルを備え、トランスデューサアレイは、非熱パルスのための５０％またはそれを上回るデューティサイクルを備える。
【００７２】
別の側面では、眼を治療する方法は、トランスデューサアレイを用いて超音波エネルギーを眼に指向するステップを含む。
【００７３】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、超音波ビームが、眼の表面の下方１ｍｍまたはそれ未満の場所で焦点を提供するために、約５〜１５ＭＨｚの範囲内の周波数を伴って小さい点サイズに集束されてもよい。
【００７４】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、超音波エネルギーが、キャビテーションを生成し、隣接組織への摂氏約１０度以下の加熱によって標的組織の弾性を増加させるよう送達されてもよい。
【００７５】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、プロセッサおよびトランスデューサは、約５０μｍ〜約２００μｍ半値全幅（ＦＷＨＭ）の範囲内の断面サイズを有する点に超音波ビームを集束するように構成される。
【００７６】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、アレイおよびプロセッサは、第１の周波数において眼を撮像する第１の波長と、第２の周波数において眼を治療する第２の波長とを提供するように構成されてもよい。
【００７７】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、プロセッサおよびフェーズドアレイは、複数の場所へのＨＩＦＵビームを走査するように構成されてもよい。
【００７８】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、アレイは、トランスデューサアレイを眼の周囲の複数の場所まで移動させるようにアームの上に搭載されてもよい。
【００７９】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、プロセッサは、鋸状縁の近傍から角膜まで、かつ角膜の中へ延在する強膜の領域内の複数の場所へのＨＩＦＵビームを走査する命令を伴って構成されてもよい。
【００８０】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、プロセッサは、強膜破砕術、角膜破砕術、または水晶体破砕術のうちの１つもしくはそれを上回るものを行う命令を伴って構成されてもよい。
【００８１】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、プロセッサは、角膜、強膜、水晶体、鋸状縁から水晶体嚢まで延在する小帯、眼の硝子体、または眼の鋸状縁のうちの１つもしくはそれを上回るものを治療する命令を伴って構成されてもよい。
【００８２】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、超音波アレイに結合されるプロセッサは、約−２０〜約８０ＭＰａの範囲内の負音圧を提供するように構成されてもよい。
【００８３】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、超音波アレイに結合されるプロセッサは、組織構造のコラーゲン組織を除去し、コラーゲン組織構造を実質的に無傷で残すように構成されてもよい。除去された組織の量は、約５％〜約２０％の範囲内であってもよい。
【００８４】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかはさらに、ＨＩＦＵを用いて組織を治療する第１のアレイと、眼を撮像する第２の超音波アレイを備えてもよい。
【００８５】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、アレイは、約５ＭＨｚ〜約１５ＭＨｚの範囲内の周波数を有する高強度超音波を標的場所へ集束するようにフェーズドアレイを備えてもよい。
【００８６】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、アレイおよびプロセッサは、実質的に可視気泡形成を伴わずに組織を切除するように構成されてもよい。可視気泡の量は、治療体積の５％以下を備えてもよい。可視気泡の量は、切除組織治療体積の１％以下を備えてもよい。可視気泡の量は、切除組織治療体積の０．１％以下を備えてもよい。
【００８７】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて組織を非熱的に切除するように構成されてもよく、超音波パルスは、複数の場所のそれぞれにおいて約３％以下のデューティサイクルを備え、トランスデューサアレイは、非熱パルスのための８０％またはそれを上回るデューティサイクルを備える。
【００８８】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて組織を非熱的に切除し、複数の組織切除経路を伴う複数の組織片を画定するように構成されてもよい。
【００８９】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて組織を非熱的に切除し、複数の組織切除経路を伴う複数の組織片を画定するように構成されてもよく、複数の組織切除経路は、組織を複数の組織片に分離するように配列される複数の組織穿孔を備える。
【００９０】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて組織を非熱的に切除し、３次元組織切除パターンを画定するように構成されてもよい。
【００９１】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて組織を非熱的に切除するように構成されてもよく、超音波パルスは、非熱的組織切除を用いてコラーゲン繊維を開裂するように構成される。
【００９２】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて組織を非熱的に切除するように構成されてもよい。超音波パルスは、非熱的組織切除を用いてコラーゲン繊維を分離するように構成されてもよい。
【００９３】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、コラーゲン繊維は、角膜、縁郭、強膜、虹彩、水晶体嚢、水晶体皮質、または小帯のうちの１つもしくはそれを上回るもののコラーゲン繊維を備えてもよい。
【００９４】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、複数のパルスは、眼の屈折異常を治療するように配列されてもよく、屈折異常は、近眼、遠眼、乱視、収差補正、または波面収差補正のうちの１つもしくはそれを上回るものを備える。
【００９５】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、眼のための矯正レンズに対応する組織片を画定するように配列される、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて、コラーゲン組織を非熱的に切除するように構成されてもよい。超音波パルスは、組織片が眼から除去されることを可能にするように配列されてもよい。随意に、パルスは、小切開水晶体摘出（ＳＭＩＬＥ）を行うために組織片へのアクセス経路を画定するように配列されてもよい。組織は、随意に、角膜組織を備えてもよい。
【００９６】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、コラーゲン組織を経路に沿った１つまたはそれを上回る層に分離するように配列される、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて、経路に沿って組織を非熱的に切除するように構成されてもよい。組織は、随意に、角膜組織を備えてもよい。経路は、随意に、角膜ポケット、角膜ベッド、または皮弁のうちの１つもしくはそれを上回るものを画定してもよい。
【００９７】
超音波トランスデューサアレイおよびプロセッサは、超音波ビームを用いて眼の組織を切除し、角膜内皮の損傷を阻止するために、眼の角膜内皮を通して超音波エネルギーを伝送し、角膜内皮から離して超音波ビームを集束するように構成されてもよい。
【００９８】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、超音波トランスデューサアレイおよびプロセッサは、超音波ビームを用いて眼の組織を切除し、角膜内皮の損傷を阻止するために、眼の角膜内皮を通して超音波エネルギーを伝送し、角膜内皮から離して超音波ビームを集束するように構成されてもよい。超音波ビームが集束される単位面積につき送達される超音波エネルギーの量は、ビームが角膜内皮を通過する単位面積あたりのエネルギーの量よりも約１，０００（千）〜約１００，０００（１０万）倍多い範囲内である。
【００９９】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、超音波ビームが集束される単位面積につき送達される超音波エネルギーの量は、ビームが眼の結膜または角膜のうちの１つもしくはそれを上回るものの上皮層を通過する単位面積あたりのエネルギーの量よりも約１，０００（千）〜約１００，０００（１０万）倍多い範囲内であってもよい。
【０１００】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイは、約０．５〜約１０の範囲内の開口数を備えてもよい。
【０１０１】
本明細書に説明される方法またはシステムのうちのいずれかでは、トランスデューサアレイおよびプロセッサは、複数のパルスを複数の別個の治療領域に提供するように構成されてもよい。複数の別個の治療領域のそれぞれのデューティサイクルは、トランスデューサアレイのデューティサイクル未満のデューティサイクルを備えてもよい。
（参照による引用）
【０１０２】
本明細書で記述される全ての出版物、特許、および特許出願は、各個別出版物、特許、または特許出願が、参照することによって組み込まれるように具体的かつ個別に示された場合と同一の程度に、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
本発明の新規の特徴が、添付の請求項で詳細に記載される。本発明の特徴および利点のさらなる理解は、本発明の原理が利用される例証的実施形態を記載する以下の詳細な説明ならびに付随する図面を参照して、得られるであろう。
【０１０４】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態による、治療システムを伴う眼の構造を描写する。
【０１０５】
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態による、鋸状縁の引き伸ばした概略図を示す。
【０１０６】
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施形態による、鋸状縁の超音波生体顕微鏡検査画像を示す。
【０１０７】
【図１Ｄ】図１Ｄは、実施形態による、鋸状縁の治療設定を描写する。
【０１０８】
【図２】図２は、実施形態による、治療システムを示す。
【０１０９】
【図３】図３は、実施形態による、強膜破砕治療ゾーンを示す。
【０１１０】
【図４】図４は、実施形態による、角膜破砕ゾーンおよび硝子体破砕ゾーンを示す。
【０１１１】
【図５】図５は、実施形態による、環状水晶体破砕ゾーンを示す。
【０１１２】
【図６】図６は、実施形態による、集束超音波を伴う多重深度水晶体破砕ゾーンを示す。
【０１１３】
【図７】図７は、実施形態による、撮像装置に結合されたＨＩＦＵアレイを示す。
【０１１４】
【図８】図８は、実施形態による、撮像装置に結合された別のＨＩＦＵアレイを示す。
【０１１５】
【図９】図９Ａ−９Ｂは、実施形態による、近視のための治療ゾーンを示す。
【０１１６】
【図１０】図１０Ａ−１０Ｂは、実施形態による、遠視のための治療ゾーンを示す。
【０１１７】
【図１１Ａ】図１１Ａ１−１１Ａ２は、実施形態による、乱視のための治療ゾーンを示す。
【０１１８】
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施形態による、乱視のための代替的治療ゾーンを示す。
【０１１９】
【図１２Ａ】図１２Ａ１−１２Ａ２は、実施形態による、中心近傍アプローチを使用する、老眼のための角膜治療ゾーンを示す。
【０１２０】
【図１２Ｂ】図１２Ｂ１および１２Ｂ２は、実施形態による、中心距離アプローチを使用する、老眼のための治療ゾーンを示す。
【０１２１】
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、実施形態による、強膜浸食を使用する、老眼のための治療ゾーンを示す。
【０１２２】
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、実施形態による、水晶体浸食を含む、老眼のための治療ゾーンを示す。
【０１２３】
【図１３】図１３は、実施形態による、円錐角膜のための治療ゾーンを示す。
【０１２４】
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施形態による、水晶体乳化のための治療ゾーンを示す。
【０１２５】
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施形態による、経角膜仮想水晶体破砕術のための治療ゾーンを示す。
【０１２６】
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、実施形態による、水晶体破砕術のための治療ゾーンを示す。
【０１２７】
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、実施形態による、ＨＩＦＵトランスデューサおよび脱気医薬品有効成分（ＡＰＩ）を含有する、流体ウェルを画定する円錐形の壁を備える、患者結合構造を示す。
【０１２８】
【図１４Ｅ】図１４Ｅは、実施形態による、水晶体破砕術のための別の治療ゾーンを示す。
【０１２９】
【図１５】図１５は、実施形態による、環式超音波凝固のための治療ゾーンの集束パルス場所を示す。
【０１３０】
【図１６】図１６は、実施形態による、緑内障のための治療ゾーンの集束パルス場所を示す。
【０１３１】
【図１７】図１７は、実施形態による、飛蚊症のための治療ゾーンの集束パルス場所を示す。
【０１３２】
【図１８Ａ】図１８Ａは、実施形態による、嚢切開のための治療ゾーンを示す。
【０１３３】
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、実施形態による、後部連続曲線嚢切開術のための治療ゾーンを示す。
【０１３４】
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、実施形態による、前部連続曲線嚢切開術のための治療ゾーンを示す。
【０１３５】
【図１９】図１９は、実施形態による、輝点のための治療ゾーンの集束パルス場所を示す。
【０１３６】
【図２０】図２０は、実施形態による、超音波血栓溶解／血管閉塞のための治療ゾーンを示す。
【０１３７】
【図２１】図２１は、実施形態による、後部角膜表面のための治療ゾーンを示す。
【０１３８】
【図２２Ａ】図２２Ａは、実施形態による、水晶体後嚢混濁のための治療ゾーンを示す。
【０１３９】
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、実施形態による、水晶体嚢研磨のための治療ゾーンを示す。
【０１４０】
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、実施形態による、水晶体嚢研磨のための別の治療ゾーンを示す。
【０１４１】
【図２２Ｄ】図２２Ｄは、実施形態による、ゼンメリング輪のための治療ゾーンを示す。
【０１４２】
【図２２Ｅ】図２２Ｅは、実施形態による、エルシュニッヒ真珠のための治療ゾーンを示す。
【０１４３】
【図２３】図２３は、実施形態による、溢出および閉塞のための治療ゾーンを示す。
【０１４４】
【図２４Ａ】図２４Ａは、実施形態による、後部硝子体網膜剥離のための治療ゾーンを示す。
【０１４５】
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、実施形態による、複数の非隣接治療焦点を備える組織治療ゾーンを示す。
【０１４６】
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、実施形態による、複数の隣接治療領域を備える組織治療ゾーンを示す。
【０１４７】
【図２５】図２５は、実施形態による、表３に提示されるデータを生成するために利用された実験装置を示す。
【０１４８】
【図２６】図２６は、実施形態による、表３に説明される治療部位の場所を示す。
【０１４９】
【図２７】図２７は、実施形態による、実験１の結果を示す。
【０１５０】
【図２８】図２８Ａ−２８Ｃは、実施形態による、実験１０の結果を示す。図２８Ａは、実施形態による、ＨＩＦＵ治療の効果を監視するために使用された超音波画像を示す。図２８Ｂは、実施形態による、キャビテーションが発生し始めた後のＨＩＦＵ中の眼の超音波画像を示す。図２８Ｃは、実施形態による、キャビテーションがさらに蓄積したときのＨＩＦＵ治療中の以降の眼の超音波画像を示す。
【０１５１】
【図２９】図２９Ａ−２９Ｄは、実施形態による、実験１４の結果を示す。図２９Ａは、実施形態による、ＨＩＦＵ治療の効果を監視するために使用された超音波画像を示す。図２９Ｂは、実施形態による、キャビテーションの生成に先立ったＨＩＦＵ治療中の眼の超音波画像を示す。図２９Ｃは、実施形態による、キャビテーションが発生し始めた後のＨＩＦＵ中の眼の超音波画像を示す。図２９Ｄは、実施形態による、キャビテーションがさらに蓄積したときのＨＩＦＵ治療中の以降の眼の超音波画像を示す。
【０１５２】
【図３０】図３０Ａ−３０Ｄは、実施形態による、実験１６の結果を示す。図３０Ａは、実施形態による、ＨＩＦＵ治療の効果を監視するために使用された超音波画像を示す。図３０Ｂは、実施形態による、キャビテーションの生成に先立ったＨＩＦＵ治療中の眼の超音波画像を示す。図３０Ｃは、実施形態による、キャビテーションが発生し始めた後のＨＩＦＵ中の眼の超音波画像を示す。図３０Ｄは、実施形態による、キャビテーションがさらに蓄積したときのＨＩＦＵ治療中の以降の眼の超音波画像を示す。
【０１５３】
【図３１】図３１Ａ−３１Ｄは、実施形態による、実験１９の結果を示す。図３１Ａは、実施形態による、ＨＩＦＵ治療の効果を監視するために使用された超音波画像を示す。図３１Ｂは、実施形態による、キャビテーションの生成に先立ったＨＩＦＵ治療中の眼の超音波画像を示す。図３１Ｃは、実施形態による、キャビテーションが発生し始めた後のＨＩＦＵ中の眼の超音波画像を示す。図３１Ｄは、実施形態による、キャビテーションがさらに蓄積したときのＨＩＦＵ治療中の以降の眼の超音波画像を示す。
【０１５４】
【図３２Ａ】図３２Ａ１は、実施形態による、水晶体において治療された眼を示す。図３２Ａ２は、実施形態による、角膜を照射する図３２Ａ１の眼のＯＣＴ断面スライスを示す。
【０１５５】
【図３２Ｂ】図３２Ｂ１は、実施形態による、水晶体において治療された別の眼を示す。図３２Ｂ２は、実施形態による、水晶体を照射する図３２Ｂ１の眼のＯＣＴ断面スライスを示す。
【０１５６】
【図３２Ｃ】図３２Ｃ１は、実施形態による、水晶体において治療された別の眼を示す。図３２Ｃ２は、実施形態による、図３２Ｃ１の眼のＯＣＴ断面を示す。
【０１５７】
【図３２Ｄ】図３２Ｄ１は、実施形態による、水晶体において治療された別の眼を示す。図３２Ｄ２は、実施形態による、図３２Ｄ１の眼のＯＣＴ断面を示す。
【０１５８】
【図３３Ａ】図３３Ａ１は、実施形態による、角膜において治療された眼を示す。図３３Ａ２は、実施形態による、図３３Ａ１の眼のＯＣＴ断面スライスを示す。
【０１５９】
【図３３Ｂ】図３３Ｂ１は、実施形態による、角膜において治療された別の眼を示す。図３３Ｂ２は、実施形態による、図３３Ｂ１の眼のＯＣＴ断面スライスを示す。
【０１６０】
【図３３Ｃ】図３３Ｃ１は、実施形態による、角膜において治療されたさらに別の眼を示す。図３３Ｃ２は、実施形態による、図３３Ｃ１の眼のＯＣＴ断面スライスを示す。
【０１６１】
【図３４】図３４は、実施形態による、水晶体破砕術のための治療ゾーンを示す。
【０１６２】
【図３５】図３５は、実施形態による、１次元ＨＩＦＵシステムの概略図を示す。
【０１６３】
【図３６】図３６は、実施形態による、治療システムの概略図を示す。
【０１６４】
【図３７】図３７は、実施形態による、治療を標的治療ゾーンに指向する際に使用するためのディスプレイの概略図を示す。
【０１６５】
【図３８】図３８は、実施形態による、標的治療場所を判定するための方法のフローチャートを示す。
【０１６６】
【図３９】図３９Ａは、実施形態による、経時的な治療パルス場所におけるマイクロキャビテーションの形成および散逸を示す、概略図を示す。図３９Ｂは、実施形態による、経時的なＨＩＦＵパルシングの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１６７】
本明細書に開示される方法およびシステムは、眼の組織等の多くのタイプの組織を治療するためによく適している。治療された眼組織、または膜もしくはその病理学的変形は、角膜組織、水晶体組織、強膜組織、硝子体組織、または水晶体嚢と鋸状縁との間に延在する小帯のうちの１つもしくはそれを上回るものを備えてもよい。
【０１６８】
本明細書に開示されるシステムおよび／または方法とともに使用するために好適な眼の治療法の実施例は、その開示全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、２０１４年３月１１日に出願され、「ＳＣＬＥＲＡＬ  ＴＲＡＮＳＬＯＣＡＴＩＯＮ  ＥＬＡＳＴＯ−ＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０２３７６３号（代理人整理番号４８８４８−７０３．６０１）、２０１５年１０月６日に出願され、「ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＥＤ  ＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮＡＬ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＯＣＵＬＡＲ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＳ」と題された米国仮特許出願第６２／２３７，８４０号（代理人整理番号４８８４８−７０４．１０１）、２０１５年１１日に出願され、「ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＥＤ  ＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮＡＬ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＯＣＵＬＡＲ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＳ」と題された米国仮特許出願第６２／２５４，１３８号（代理人整理番号４８８４８−７０４．１０２）、２０１６年３月９日に出願され、「ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＥＤ  ＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮＡＬ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＯＣＵＬＡＲ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＳ」と題された米国仮特許出願第６２／３０５，９９６号（代理人整理番号４８８４８−７０４．１０３）、および２０１６年３月１８日に出願され、「ＵＬＴＲＡＳＯＵＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＥＤ  ＣＡＶＩＴＡＴＩＯＮＡＬ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＯＣＵＬＡＲ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴＳ」と題された米国仮特許出願第６２／３１０，６４４号（代理人整理番号４８８４８−７０４．１０４）に説明されている。
【０１６９】
本明細書に開示される方法およびシステムは、組織をより弾性にするための改良された方法およびシステムを提供する。眼の治療を具体的に参照するが、本明細書に開示される方法および装置は、眼の内側または外側の腫瘍もしくは血栓の治療等の多くの組織とともに使用されることができる。
【０１７０】
本明細書に開示される方法および装置は、多くの眼治療によく適している。本方法および装置は、眼の多くの疾患のうちの１つまたはそれを上回るものを治療するために使用されることができ、コンピュータ命令の制御下で、フェーズドアレイを用いて、これらの疾患のうちの多くを治療するために使用されることができる。本装置は、例えば、摂氏約５０度（℃）未満の非熱的治療を用いて、軟化、切除のうちの１つまたはそれを上回るものを行うために使用されることができる。代替として、または組み合わせて、本方法および装置は、摂氏約５０度を上回る、例えば、摂氏約６０度を上回る治療を用いて、組織を熱的に治療するために、熱的モードで使用されることができる。非熱的治療は、正確な組織切除のため等、多くの方法で使用されることができる。フェーズドアレイは、例えば、フェーズドアレイから約５０％を上回る非常に高いデューティサイクルを伴って、非隣接焦点ゾーンを治療するようにプログラムされることができる一方で、焦点治療ゾーンはそれぞれ、治療時間を短縮するために、非常に高いパルス繰り返し周波数を伴う非熱的組織切除を提供するために、約５％未満、例えば、２．５％またはそれ未満のデューティサイクルを有する。非熱的組織切除は、実質的な気泡形成を伴わずに行われることができ、多くの事例では気泡による干渉を伴わずに、外科医等のユーザが、眼の多くの領域を正確に治療することを可能にする。多くの事例では、非熱的治療の機構は、組織が、３次元であり得る、非常に細かく正確な切開構造を伴って切除されることができるように、実質的に機械的である。フェーズドアレイはまた、アレイからの撮像超音波を用いて、治療中に組織を撮像するために使用されることもできる。
【０１７１】
本明細書に開示される方法およびシステムは、組織の弾性を増加させるよう高強度集束超音波（ＨＩＦＵ）治療を組織に提供することができる。本明細書に開示される方法およびシステムは、非切開および非熱的様式でキャビテーションを誘発するためにＨＩＦＵ治療を利用してもよい。ＨＩＦＵ誘発キャビテーションは、組織を局所的に破壊または液化もしくは微小穿孔（海綿化）して、硬直性を低減させ、したがって、調節複合体の移動度および房水流出設備の両方を増進することができる。非熱的にキャビテーションを誘発することによって、本明細書に開示される方法およびシステムは、現在利用可能な熱的治療と比べて向上した安全性を提供することができる。
【０１７２】
レーザ治療システムと異なり、ＨＩＦＵ組織透過は、組織の不透明度に依存せず、したがって、ＨＩＦＵは、不透明な媒体を透過することができないレーザシステムよりも優れた組織へのアクセスを有し得る。加えて、ＨＩＦＵを用いて非熱的にキャビテーションを誘発することによって、本明細書に開示される方法およびシステムは、キャビテーション中の沸騰気泡形成および治療された組織の後続の混濁を防止し得る。
【０１７３】
組織の増加した弾性は、減少した量の退行を伴って、老眼または緑内障治療等の治療効果を提供するために配列される場所において提供されることができる。多くの実施形態では、超音波ビームは、眼の表面の下方１ｍｍまたはそれ未満、例えば、約０．１〜約０．９ｍｍの範囲内等の浅い場所において向上した正確度を提供するために、約５〜２５ＭＨｚ（メガヘルツ）の範囲内の周波数を伴って小さい点サイズに集束されることができる。エネルギーは、キャビテーションを生成し、減少した量の熱を用いて標的組織の弾性を増加させるよう送達されることができる。多くの事例では、超音波治療は、組織の弾性を増加させる、組織の減量を提供する。治療された組織の加熱の量は、減少した量の退行を伴って弾性を増加させ得る、摂氏約１０度以下、例えば、摂氏約５度以下であるように制御されることができる。
【０１７４】
本明細書に開示される方法およびシステムは、約５０μｍ〜約２００μｍ半値全幅（ＦＷＨＭ）の範囲内の断面サイズを有する集束点を提供することができ、対応するキャビテーションは、同様に、類似範囲内で定寸されることができる。超音波ビームは、標的領域のそれぞれにおいて複数のキャビテーションゾーンを提供するように、複数の場所のそれぞれにおいて集束されてパルス状にされることができる。各パルスは、約３０ＭＰａ（メガパスカル）の焦点ピーク陰圧を生成する範囲内のピーク電力を備えてもよい。治療パルスは、領域内で多くの方法で配列されることができるが、多くの事例では、パルスは、パルスの合間に無傷強膜等の無傷組織を提供するように、領域内で離間されることができる。代替として、または加えて、パルスは、約１００μｍ〜約１ｍｍの範囲内の寸法を有する、重複治療領域またはゾーンを提供するように重複されることができ、複数の離間した治療領域が、治療場所内に提供されることができる。治療の深度は、治療されている領域に従って制御されることができる。
例えば、シュレム管の緑内障治療は、約０．５ｍｍまたはそれ未満であることができ、鋸状縁の治療領域は、例えば、深さ約０．５〜約１．０ｍｍの範囲内で、より深くあり得る。毛様体頂点に沿って位置する治療に関して、治療は、約０．２５ｍｍ〜約０．７５ｍｍの範囲内であることができる。
【０１７５】
本明細書に開示される方法およびシステムは、多くの方法で使用されることができ、治療中に組織を撮像するために使用されることができる。撮像は、治療と同時に起こるように構成されてもよい。プロセッサは、超音波アレイに結合され、複数の場所へのビームを走査し、治療中に組織を撮像する命令を伴って構成されることができる。本システムはまた、ユーザがディスプレイ上で治療される組織を見ること、および治療を計画することを可能にする、プロセッサに結合されるディスプレイを備えてもよい。ディスプレイ上に示される画像は、リアルタイムで提供されることができ、オペレータが組織を治療と正確に整合させることを可能にすることができ、オペレータが治療面積および治療面積から離れた他の場所を可視化することを可能にし得る。治療面積の撮像は、画面上で標的面積を識別するために、およびディスプレイ上に示される画像に応答して治療深度および場所をプログラムするために、使用されることができる。撮像は、有益な治療効果を検出するために、治療中に眼構造の動きを可視化するために使用されることができる。プロセッサは、超音波の第１の波長を用いて眼を治療する、および第１の波長よりも長い第２の波長を用いて眼を撮像する命令を伴って構成されることができる。プロセッサは、代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵを用いて眼を治療する、および組み込み撮像装置、例えば、光干渉断層撮影（「ＯＣＴ」）プローブを用いて眼を撮像する命令を伴って構成されてもよい。アレイに結合されるプロセッサは、アレイから両方の超音波波長を提供する命令を伴って構成されることができる。撮像装置は、リアルタイムで付加的組織フィードバックデータ、例えば、温度または弾性を提供してもよい。
【０１７６】
眼の組織等の治療された組織は、多くの方法で超音波アレイに結合されることができる。超音波アレイは、ゲル、ゲルパック、水、またはトレハロースのうちの１つもしくはそれを上回るものと結合されることができる。
【０１７７】
治療システムは、多くの方法で構成されることができ、ハンドヘルドプローブ、または眼に結合するアームおよび基部等の支持構造を伴うシステムを備えてもよい。
【０１７８】
本明細書に開示される方法およびシステムは、制御されたキャビテーション媒介眼組織浸食または分画（例えば、微小減量および血栓溶解）を使用して、標的組織における組織剛性を低減させることによって、老眼および／または緑内障を治療するために使用されてもよい。組織剛性、例えば、角膜組織および／または強膜組織における硬直性は、前向き、内向き、もしくは両方の毛様体頂点の動きを妨げ得る。剛性は、代替として、または組み合わせて、例えば、非多孔質シュレム管の圧縮を引き起こすことによって、房水流出の低減につながり得る。剛性を低減させる治療は、組織を局所的に破壊する、液化する、微小穿孔（海綿化）する、またはそれらの任意の組み合わせを行うために、例えば、組織においてキャビテーションを誘発する超音波を使用する、非切開および／または非熱的方法を含んでもよい。組織の硬直性の低減は、毛様体頂点等の調節複合体の移動度を増進し得る、および／またはシュレム管等の房水流出流経路の機能を向上させ得る。キャビテーションは、着目眼組織の中へのガスの注入によって増進され得る。代替として、または組み合わせて、ガスは、キャビテーションの閾値を低減させるために、標的治療組織の中に注入されてもよい。本明細書に開示されるシステムおよび方法は、局所水晶体減量、深部眼感染症、ブルッフ膜開窓術、角膜皮弁作製、およびぶどう膜メラノーマまたは浮腫組織減量のうちの１つもしくはそれを上回るものを含む、いくつかの病理ならびに用途について眼の組織を治療するために使用されてもよい。
【０１７９】
非熱的または非切開治療方法を使用する、説明されるような超音波の使用は、反復治療もしくは他の後続手術を容易に可能にする、安全性プロファイルを有してもよい。
【０１８０】
本発明者らは、有限要素分析（ＦＥＡ）および臨床転帰分析の両方を用いて、老眼ならびに緑内障の治療のための減量に好適な治療領域を判定した。治療領域は、角膜の間質組織の中に位置することができ、深さ約０．２５〜約０．７５ｍｍであることができる。治療は、例えば、上皮および結膜のわずかに下方で、角膜ならびに強膜の中に位置することができる。表面下組織減量／軟化の利益に起因して、好ましくは電子的に操向可能なフェーズドアレイ５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ  ＨＩＦＵトランスデューサ等の高周波数組織破砕トランスデューサが、２５０Ｗ未満で１００ナノ秒〜１００ミリ秒パルスの範囲内のパルスとともに使用されることができる。パルス周波数は、本明細書に説明されるような連続および不連続眼治療のために、１，０００Ｈｚ未満の繰り返し率であることができる。
【０１８１】
カスタマイズされた堆積ノモグラムを使用して、組織破砕焦点ゾーンの外側の温度は、摂氏５０度を超えず、したがって、深度における組織を保護し得る。最大８０ＭＰａ（典型的には、−３０ＭＰａ）の負音圧が、提供されることができ、３分の長さの３６０度治療のために１０％減量率を提供するために十分であり得る。
【０１８２】
本明細書で使用されるように、超音波パルスは、正の超音波圧力および負の超音波圧力を備える、音響発振の１つまたはそれを上回るサイクルを包含する。
【０１８３】
パルスは、多くの方法で構成されることができ、単一の発振または複数の発振を備えてもよい。パルスは、低いデューティサイクルまたはより高いデューティサイクルを伴って構成されることができる。
【０１８４】
治療システムは、治療が、磁気共鳴（ＭＲ）撮像、超音波生体顕微鏡検査（「ＵＢＭ」）、超音波（「ＵＳ」）撮像、光干渉断層撮影（「ＯＣＴ」）、光干渉エラストグラフィ（「ＯＣＥ」）、またはＵＳエラストグラフィトランスデューサ測定のうちの１つもしくはそれを上回るものを伴う複合撮像であることができるように、撮像装置を備えてもよい。撮像装置は、同時斜交経虹彩撮像または同軸治療プローブのいずれかを用いたＨＩＦＵ治療、および可視化ならびに特徴／目印追跡のために術中に有用である診断画像と組み合わせられることができる。高速リアルタイムＭＲ画像は、より優れたキャビテーション感度のために加重運動勾配がオンにされた状態でＨＩＦＵ組織破砕パルスに時間同期化されたときに獲得されることができる。ＭＲ／ＯＣＴ／ＵＳ誘導組織破砕は、治療前計画、ＨＩＦＵ焦点の画像ベースの整合および設置、ＨＩＦＵ・組織相互作用のリアルタイム監視、または暴露および損傷査定のリアルタイム制御のうちの１つもしくはそれを上回るものを含むことができる。
【０１８５】
３つまたはそれを上回るタイプの治療、すなわち、１．液化、２．ペースト、または３．空胞化熱的治療が、ＨＩＦＵ設定に応じて提供されることができる。液化した治療領域は、純機械的に破壊された治療領域であり、沸騰する時間よりもわずかに長い、３０ミリ秒未満のパルス持続時間を伴って観察されることができる。ペースト治療は、機械的に誘発された液化と空胞化熱的治療との間の中間状態を表す。ペースト治療領域は、非熱的に、例えば、海綿化、または熱的に、空胞化熱的治療への前駆状態として、もしくは熱的および非熱的設定の両方の組み合わせを用いて、生成されてもよい。冷蔵（摂氏４度）脱気トレハロース（随意に、ＮＳＡＩＤを伴う）の使用が、いくつかの実施形態では、向上した眼表面潤滑のために、結合媒体として水と比べて好ましくあり得る。
【０１８６】
治療システムは、ＨＩＦＵ治療の前、間、または後、もしくはそれらのある組み合わせで、組織弾性を判定することが可能な撮像装置、例えば、ＯＣＥまたはＵＳエラストグラフィトランスデューサを備えてもよい。治療システムは、加えて、または組み合わせて、ＨＩＦＵ誘発温度変化のリアルタイム監視のために、もしくはＨＩＦＵ暴露の制御を提供して温度を維持するために、例えば、ＯＣＴトランスデューサを使用する、リアルタイム温度感知のための機構を備えてもよい。
【０１８７】
組織破砕パターン化と同期した電動画像診断が、これらの構成において達成されることができる。例えば、治療組織のリアルタイム撮像は、単一の治療の対象となる面積よりも広くあり得る、またはより広い面積にわたる複数の治療の電動制御のために相互と直接接触していない複数の面積を含み得る、標的領域のグリッドへのユーザ入力を可能にし得、ユーザが手動再配置を回避することを可能にし、時間を節約して間違いを防止し得る。
【０１８８】
増進した撮像のためのナノ粒子に類似するナノ粒子の随意の使用は、いくつかの実施形態では、キャビテーションを増進するために使用されることができる。ナノ粒子は、キャビテーション用量要件を、例えば、２倍〜１０倍低減させるように、本明細書に開示されるような超音波治療とともに使用されることができる。ナノ粒子は、例えば、ペルフルオロカーボン、脂質、アルブミン、またはガラクトースのうちの１つもしくはそれを上回るものを備えてもよい。マイクロストリーミングおよび微小断片化（＜５μｍ直径）に起因する標的（随意に、薬物を含有しない）ソノリシスは、微小循環を向上させることができ、追加安全性とともに超音波照射境界の領域を含有する。治療は、例えば、血液脳関門および心筋梗塞検査で示され得る、出血の減少ならびにアポトーシスの減少を伴って提供されることができる。ナノ粒子は、緑内障治療等の本明細書に開示される治療のうちのいずれかに使用されることができるが、ナノ粒子は、例えば、脈絡膜血管新生（「ＣＮＶ」）およびぶどう膜メラノーマの分画ならびにアポトーシスのために有益であり得る。
【０１８９】
小柱網およびシュレム管を通した房水の超音波支援溢出が、超音波治療に起因する損傷の減少とともに、再開通ならびに増進した流出の可能性を伴う円周方向暴露を用いて提供されることができる。治療幾何学形状は、多くの方法で配列されることができ、１００μｍ〜１ｍｍの範囲内の長さと、（４００μｍ×１００μｍ×３６０度）の範囲内の体積領域とを備えてもよく、３分未満の暴露の持続時間は、電動円周方向トラックおよび５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚセラノスティックアプリケータを用いて容易に管理される。
【０１９０】
高周波数超音波と組み合わせられた低周波数ポンプを用いた二重周波数組織破砕の使用が、高周波数キャビテーション閾値を低減させるために使用されることができる。
【０１９１】
超音波生成キャビテーションを伴う治療の領域は、水晶体、強膜、後部硝子体小帯（「ＰＶＺ」）、または硝子体のうちの１つもしくはそれを上回るものを備えてもよい。組織は、例えば、透明辺縁変性（「ＰＭＤ」）または脈絡膜血管新生（「ＣＮＶ」）等の病変組織を備えてもよい。有向キャビテーショントランスデューサを用いたＵＳ撮像のための実施形態は、例えば、オンラインで計画、誘導、または監視を提供する。有向キャビテーションを用いたＯＣＥは、超音波処理中に水晶体、強膜、硝子体、ＰＶＺエンドポイントのためのエンドポイントを提供する。例えば、眼の化学療法、レーザ再形成、転位、硬化（架橋）、または眼の屈折異常を補正する角膜の小切開水晶体摘出のためのポケット切断等の強膜破砕術、角膜破砕術、および硝子体破砕術を補助する外科的ステップが、予想される。
【０１９２】
薬物送達が、本明細書に開示される方法および装置を用いて増進されることができる。本明細書に開示されるような組織の減量は、予備ステップとして使用されることができ、有利なこととして、薬物送達を助長し、治療された組織を通した薬物の送達を向上させるように、薬物送達と組み合わせて施行されてもよい。
【０１９３】
本明細書に説明されるような制御されたキャビテーションは、組織内で集束パターンを順序付け、本明細書に開示されるような超音波ビームの走査速度に関連する投与量において薬物を送達するように、流体結合経路および回転アームを用いて、アレイから組織まで施行される同時撮像とともに提供されることができる。
【０１９４】
本方法および装置は、組織を治療するように多くの方法で構成されることができる。本システムは、例えば、液化または空胞化組織のうちの１つもしくはそれを上回るものを生成するように構成されることができる。超音波システムは、明確に画定された縁を伴うコラーゲン繊維の破壊とともにコラーゲンの機械的浸食を提供するように構成されることができる。
【０１９５】
以下の沸騰組織破砕パラメータおよび応答は、実施例による、治療上限を説明する。治療エネルギーは、以下の表１に示されるよりも実質的に低くあり得る。代替として、表１に示されるものに類似する治療パラメータが、減少した時間量とともに使用されることができる。
【表１】
2018529480.tif 000003
【０１９６】
組織は、組織を除去するために、マクロファージ等の自然プロセスによって組織が除去される、小さいゾーンを提供するように治療されることができる。除去された組織は、海綿に類似して、組織をより弾性にするよう、いくつかの小さい場所から除去されることができる。
【０１９７】
ＨＩＦＵは、純粋に機械的な効果を生成するように機械的モードで、または組織において熱的効果を生成するように熱的モードで動作されてもよい。機械的モードは、２．５％未満、より好ましくは、１％未満のデューティサイクルを備える。熱的モードは、２．５％を上回るデューティサイクルを備える。本デバイスは、機械的モードまたは熱的モードのいずれかで動作されてもよく、２つのモードの間で容易に切り替えられてもよい。
【０１９８】
ＨＩＦＵは、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムによって印加されるエネルギーに応じて、キャビテーション組織破砕のための約０．１％〜約１％のデューティサイクル範囲、または沸騰組織破砕のための約１％〜約２．５％のデューティサイクル範囲とともに動作されてもよい。ＨＩＦＵは、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムによって印加されるエネルギーに応じて、キャビテーション組織破砕のための約０．０１％〜約１％のデューティサイクル範囲、または沸騰組織破砕のための約１％〜約２．５％のデューティサイクル範囲とともに動作されてもよい。
【０１９９】
本明細書に説明される方法およびシステムは、表２に列挙されるパラメータの任意の組み合わせとともに動作されてもよい。
【０２００】
【表２−１】
2018529480.tif 000004
【表２−２】
2018529480.tif 000005
【０２０１】
ＨＩＦＵシステムは、約７５０ｋＨｚ〜約２５ＭＨｚの範囲内、例えば、約１ＭＨｚ〜約２５ＭＨｚの範囲内、好ましくは、約５ＭＨｚ〜１５ＭＨｚの範囲内、より好ましくは、約５ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲内、より好ましくは、約１０ＭＨｚのＨＩＦＵ周波数において動作されてもよい。ＨＩＦＵ周波数は、例えば、約２ＭＨｚ〜約２４ＭＨｚの範囲内、例えば、約３ＭＨｚ〜約２３ＭＨｚの範囲内、または約４ＭＨｚ〜約２２ＭＨｚの範囲内であってもよい。周波数は、例えば、約５ＭＨｚ〜約２１ＭＨｚの範囲内、約６ＭＨｚ〜約２０ＭＨｚの範囲内、または約７ＭＨｚ〜約１９ＭＨｚの範囲内であってもよい。周波数は、例えば、約８ＭＨｚ〜約１８ＭＨｚの範囲内、約９ＭＨｚ〜約１７ＭＨｚの範囲内、または約１０ＭＨｚ〜約１６ＭＨｚの範囲内であってもよい。周波数は、例えば、約１１ＭＨｚ〜約１５ＭＨｚの範囲内、約１２ＭＨｚ〜約１４ＭＨｚの範囲内、または約１０ＭＨｚ〜約１３ＭＨｚの範囲内であってもよい。
【０２０２】
全治療持続時間は、最大１０分、例えば、約１分〜約１０分の範囲内、好ましくは、約４分であってもよい。全治療持続時間は、例えば、約２分〜約９分の範囲内、約３分〜約８分の範囲内、または約４分〜約７分の範囲内であってもよい。全治療持続時間は、例えば、約５分〜約６分の範囲内であってもよい。全治療持続時間は、例えば、約２分〜約６分の範囲内、好ましくは、約３分〜約５分の範囲内、または約４分〜約６分の範囲内、より好ましくは、約４分〜約５分の範囲内であってもよい。全治療持続時間は、例えば、約３分〜約１０分の範囲内、または約４分〜約８分の範囲内であってもよい。
【０２０３】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムのＰＲＦは、約１Ｈｚ〜約１,０００Ｈｚの範囲内、例えば、約５０Ｈｚ〜約１,０００Ｈｚの範囲内、好ましくは、約１,０００Ｈｚであってもよい。ＰＲＦは、例えば、約１００Ｈｚ〜約９００Ｈｚの範囲内、約２００Ｈｚ〜約８００Ｈｚの範囲内、または約３００Ｈｚ〜約７００Ｈｚの範囲内であってもよい。ＰＲＦは、例えば、約４００Ｈｚ〜約６００Ｈｚ、例えば、約５００Ｈｚ〜約６００Ｈｚの範囲内であってもよい。ＰＲＦは、例えば、約１００Ｈｚ〜約１,０００Ｈｚの範囲内、好ましくは、約２００Ｈｚ〜約１,０００Ｈｚの範囲内、より好ましくは、約５００Ｈｚ〜約１,０００Ｈｚの範囲内であってもよい。
【０２０４】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムの非熱的デューティサイクルは、約０．１％〜約２．５％の範囲内、好ましくは、１．０％未満であってもよい。非熱的デューティサイクルは、例えば、約０．２％〜約２．４％の範囲内、約０．３％〜約２．３％の範囲内、または約０．４％〜約２．２％の範囲内であってもよい。非熱的デューティサイクルは、例えば、約０．５％〜約２．１％の範囲内、約０．６％〜約２．０％の範囲内、または約０．７％〜約１．９％の範囲内であってもよい。非熱的デューティサイクルは、例えば、約０．８％〜約１．８％の範囲内、約０．９％〜約１．７％の範囲内、または約１．０％〜約１．６％の範囲内であってもよい。非熱的デューティサイクルは、例えば、約１．１％〜約１．５％の範囲内、約１．２％〜約１．４％の範囲内、または約１．２％〜約１．３％の範囲内であってもよい。非熱的デューティサイクルは、例えば、約０．５％〜約１．５％の範囲内、好ましくは、約０．７％〜約１．３％の範囲内、より好ましくは、約０．８％〜約１．２％の範囲内であってもよい。
【０２０５】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムの非熱的デューティサイクルは、約０．０１％〜約２．５％の範囲内、好ましくは、１．０％未満であってもよい。非熱的デューティサイクルは、例えば、約０．０１％〜約１％の範囲内、約０．０２％〜約０．０９％の範囲内、または約０．０３％〜約０．０８％の範囲内であってもよい。非熱的デューティサイクルは、例えば、約０．０４％〜約０．０７％の範囲内、または約０．０５％〜約０．０６％の範囲内であってもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムの非熱的デューティサイクルは、約０．０１％〜約２．５％の範囲内、またはその間の任意の範囲内であってもよい。
【０２０６】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムのサイクルの数は、約１〜約１００サイクル、例えば、約１０〜約１００サイクルの範囲内であってもよい。サイクルの数は、約２０〜約１００サイクル、例えば、約３０〜約１００サイクル、例えば、約４０〜約１００サイクルの範囲内であってもよい。サイクルの数は、約５０〜約１００サイクル、例えば、約６０〜約１００サイクル、例えば、約７０〜約１００サイクルの範囲内であってもよい。サイクルの数は、約８０〜約１００サイクル、例えば、約９０〜約１００サイクルの範囲内であってもよい。サイクルの数は、約１０〜約５０サイクル、例えば、約１０〜約３０サイクルの範囲内であってもよい。サイクルの数は、約１０〜約８０サイクル、例えば、約２０〜約５０サイクルの範囲内であってもよい。
【０２０７】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムのピーク負音圧は、約−１０ＭＰａ〜約−８０ＭＰａの範囲内、好ましくは、約−３０ＭＰａであってもよい。負音圧は、例えば、約−２０ＭＰａ〜約−７０ＭＰａの範囲内、約−３０ＭＰａ〜約−６０ＭＰａの範囲内、または約−４０ＭＰａ〜約−５０ＭＰａの範囲内であってもよい。負音圧は、例えば、約−１０ＭＰａ〜約−５０ＭＰａの範囲内、好ましくは、約−２０ＭＰａ〜約−４０ＭＰａの範囲内、より好ましくは、約−３０ＭＰａであってもよい。
【０２０８】
角膜において生成されるＨＩＦＵシステムの負音圧は、例えば、以下の式を使用して計算されてもよい。
【数１】
2018529480.tif 000006
式中、ＰＣ＝角膜における圧力、ＰＦ＝ＨＩＦＵエネルギーの焦点における圧力、ＡＦ＝焦点の面積、およびＡＣ＝ＨＩＦＵエネルギービームの線内の角膜の面積である。焦点の直径は、例えば、約５０μｍ〜２００μｍの範囲内であってもよく、したがって、焦点の面積は、約１，９６４μｍ２〜約３１，４１６μｍ２であるように計算されてもよい。焦点における陰圧は、例えば、約−１０ＭＰａ〜約−８０ＭＰａの範囲内であってもよい。ＨＩＦＵエネルギービームの線内の角膜の直径は、例えば、約３ｍｍであってもよく、したがって、角膜の面積は、約７．０７ｍｍ２であってもよい。説明される例示的範囲を考慮して、角膜における圧力を計算するために式１を使用して、角膜における負音圧は、例えば、約２．８ｋＰａ〜約３５６ｋＰａの範囲内であってもよい。
【０２０９】
角膜における負音圧は、例えば、約１ｋＰａ〜約３５０ｋＰａの範囲内、例えば、約１ｋＰａ〜約３００ｋＰａの範囲内であってもよい。角膜における負音圧は、例えば、約１ｋＰａ〜約２５０ｋＰａ、例えば、約１ｋＰａ〜約２００ｋＰａの範囲内であってもよい。角膜における負音圧は、例えば、約０ｋＰａ〜約１５０ｋＰａ、例えば、約１ｋＰａ〜約１００ｋＰａの範囲内であってもよい。角膜における負音圧は、例えば、約１ｋＰａ〜約５０ｋＰａ、例えば、約１ｋＰａ〜約１０ｋＰａの範囲内であってもよい。
【０２１０】
組織の温度は、約３７℃〜約１００℃の範囲内、好ましくは、４１℃であってもよい。組織の温度は、例えば、約３７℃〜約５０℃の範囲内、好ましくは、約３７℃〜約４５℃の範囲内、より好ましくは、約３７℃〜約４４℃の範囲内、なおもより好ましくは、約３７℃〜約４１℃の範囲内であってもよい。
【０２１１】
焦点あたりの治療サイズは、約１００μｍ×４００μｍであってもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、複数の焦点を用いて複数の領域を走査して治療するように構成されてもよく、したがって、全治療面積は、眼内の任意のサイズの任意の面積であってもよい。
【０２１２】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムの治療深度は、眼の表面における約０ｃｍ〜眼内の約２．５ｃｍ深い範囲内、好ましくは、標的組織に応じて約１ｃｍであってもよい。治療深度は、例えば、約０．１ｃｍ〜約２．４ｃｍの範囲内、約０．２ｃｍ〜約２．３ｃｍの範囲内、または約０．３ｃｍ〜約２．２ｃｍの範囲内であってもよい。治療深度は、例えば、約０．４ｃｍ〜約２．１ｃｍの範囲内、約０．５ｃｍ〜約２．０ｃｍの範囲内、または約０．６ｃｍ〜約１．９ｃｍの範囲内であってもよい。治療深度は、例えば、約０．７ｃｍ〜約１．８ｃｍの範囲内、約０．８ｃｍ〜約１．７ｃｍの範囲内、または約０．９ｃｍ〜約１．６ｃｍの範囲内であってもよい。治療深度は、例えば、約１．０ｃｍ〜約１．５ｃｍの範囲内、約１．１ｃｍ〜約１．４ｃｍの範囲内、または約１．２ｃｍ〜約１．３ｃｍの範囲内であってもよい。治療深度は、例えば、約０．２５ｃｍ〜０．７５ｃｍの範囲内、約０．５ｃｍ〜約１．５ｃｍの範囲内、もしくは０．５ｃｍまたはそれ未満であってもよい。治療深度は、治療されている組織の場所によって判定される。
【０２１３】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムの焦点利得は、約１０〜１００の範囲内、例えば、約２０〜９０の範囲内であってもよい。焦点利得は、例えば、約３０〜８０の範囲内、約４０〜７０の範囲内、または約５０〜６０の範囲内であってもよい。
【０２１４】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムの電圧は、約１００Ｖ〜約４００Ｖ、例えば、約１５０Ｖ〜約３５０Ｖの範囲内であってもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムの電圧は、約２００Ｖ〜約３００Ｖ、例えば、約２００Ｖ〜約２５０Ｖの範囲内であってもよい。
【０２１５】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、焦点において、本明細書では最大横断寸法（例えば、直径）とも称される点サイズを有する、ＨＩＦＵビームを生成してもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムの点サイズは、約１０μｍ〜約１ｍｍの範囲内、またはその間の任意の２つの値の間であってもよい。点サイズは、例えば、約２５μｍ〜約４００μｍの範囲内、または約５０μｍ〜約２００μｍ、もしくは約１００μｍであってもよい。点サイズは、約６０μｍ〜約１９０μｍ、約７０μｍ〜約１８０μｍ、または約８０μｍ〜約１７０μｍの範囲内であってもよい。点サイズは、約９０μｍ〜約１６０ｕｍ、約１００μｍ〜約１５０μｍ、または約１１０μｍ〜約１４０μｍの範囲内であってもよい。点サイズは、約１２０μｍ〜約１３０μｍの範囲内であってもよい。点サイズは、約１０μｍ〜約９００μｍの範囲内、例えば、約５０μｍ〜約８５０μｍの範囲内、または約１００μｍ〜約８００μｍであってもよい。点サイズは、約２００μｍ〜約７００μｍ、約３００μｍ〜約６００μｍ、または約４００μｍ〜約５００μｍの範囲内であってもよい。
【０２１６】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、組織を非熱的に治療するために使用されてもよい。非熱的治療は、摂氏約１度〜摂氏約５度の範囲内、例えば、摂氏約２度〜摂氏約４度、または摂氏約３度の治療された組織の温度の変化を引き起こしてもよい。温度の変化は、摂氏約２度〜摂氏約５度の範囲内、または摂氏約３度〜摂氏約４度以内であってもよい。温度の変化は、摂氏約３度〜摂氏約５度の範囲内、または摂氏約４度であってもよい。温度の変化は、摂氏約４度〜摂氏約５度の範囲内であってもよい。温度の変化は、摂氏約１度〜摂氏約４度の範囲内、例えば、摂氏約１度〜摂氏約３度、または摂氏約２度であってもよい。温度の変化は、摂氏約１度〜摂氏約５度であってもよい。
【０２１７】
図１Ａ−１Ｃは、眼の構造を描写する。本明細書に説明される方法およびシステムを使用して、ＨＩＦＵエネルギーは、図１Ａで描写される構造のうちの１つまたはそれを上回るものに向かって指向されてもよい。実施例として、図１Ｂが、鋸状縁の引き伸ばされた概略図を示す一方で、図１Ｃは、１つの可能性として考えられる治療標的部位である、鋸状縁の超音波生体顕微鏡検査画像を示す。鋸状縁は、厚さ約４４０μｍである。図１Ｄは、鋸状縁のための可能性として考えられる治療設定を描写する。一実施形態では、中心に位置付けられた撮像システム、例えば、超音波トランスデューサまたはＯＣＴファイバを備える、治療ＨＩＦＵトランスデューサアレイは、円錐形の壁と、その中の脱気流体とを備える、患者結合構造を用いて、眼に結合される。流体インターフェースは、超音波ビームを所望の治療ゾーンに緊密に集束するように空間としての役割を果たしてもよい。代替として、または組み合わせて、流体は、より優れた制御および／または組織表面からの深度にわたるより大きい範囲を可能にし得る。流体はさらに、治療中にＨＩＦＵへの暴露中の表面組織の温度を制御するために使用されてもよい。流体は、好ましくは、約４℃まで冷蔵され、ゲル、ゲルパック、水、またはトレハロースのうちの１つもしくはそれを上回るものであってもよい。ＨＩＦＵアレイは、治療面積のために適切なキャビテーションゾーン向けであってもよく、本実施例では、鋸状縁のためのキャビテーションゾーンは、直径約１００μｍ、深さ約４００μｍである。低いデューティサイクルを使用して、ＨＩＦＵは、鋸状縁においてキャビテーションを生成するために使用されてもよい。
【０２１８】
図２は、治療システムを示す。本システムは、超音波エネルギーを眼の内側の場所に集束するＨＩＦＵアレイを備える。モータスキャナが、随意に、治療エネルギーを眼の標的場所に指向するように、超音波アレイに結合されることができる。プロセッサが、アレイを駆動するように高電圧駆動（ＨＶ）に結合されてもよい。プロセッサは、治療中にアレイを移動させるように、モータスキャナに結合されることができる。ディスプレイが、図１に示されるような眼の画像を示すように、プロセッサに結合されることができる。眼の画像は、撮像周波数および波長を用いて生成されることができ、ＨＩＦＵは、本明細書に説明されるようなＨＩＦＵ波長を用いて眼に送達されることができる。
【０２１９】
緑内障治療
【０２２０】
本明細書に開示される方法および装置は、眼からの房水排出を向上させて眼圧を低減させるために、使用されることができる。治療領域は、小柱網と結膜の外面との間の房水流出経路上のいずれかの場所に位置することができる。例えば、管が、シュレム管に隣接して形成されることができる。シュレム管は、遮断されてない場合、幅約３００〜３５０μｍ、高さ５０μｍであることができる。本方法および装置は、例えば、管（前部）の上方に、または管に沿ってチャネルを提供することができる。管自体は、本明細書に説明されるような集束超音波ビームを用いて閉塞を除去するように治療されることができる。１つまたはそれを上回るチャネルが、排出を向上させるように、シュレム管から結膜の下層等の別の組織まで作成されることができる。本明細書に説明されるようなＨＩＦＵビームは、シュレム管を拡張または開放して、小柱網からの流出を向上させるために使用されることができる。シュレム管または小柱網の集合管もまた、本明細書に開示されるように超音波を用いて治療されることができる。代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵは、集合管に類似する管路を作成するために使用されることができる。
【０２２１】
老眼治療
【０２２２】
老眼治療は、強膜領域、小帯、硝子体、または角膜のうちの１つもしくはそれを上回るものの超音波治療を含むことができる。ＰＶＺもまた、調節効果を向上させるように治療されてもよい。硝子体もまた、小帯の治療とともに、または別個に治療されることができる。
【０２２３】
図３は、本明細書に説明されるような老眼を治療する強膜破砕治療ゾーンである。強膜破砕治療エネルギーは、本明細書に説明されるような治療パルスを用いて、様々な場所において送達されることができる。
【０２２４】
角膜および強膜に沿った治療は、例えば、強膜および角膜の表面の下方約２００μｍの深度において延在することができる。角膜および強膜の治療は、本明細書に説明されるように、鋸状縁の近傍の強膜から角膜まで、かつ角膜の中へ延在することができる。強膜破砕術は、強膜弾性を増補し、標的体積浸食を伴ってキャビテーション制御下で間質組織を海綿化するために使用されてもよい。浸食は、熱を伴わずに機械的に組織を破壊するように、ＨＩＦＵトランスデューサを使用して、結膜または脈絡膜への凝固もしくは損傷を伴わずに起こってもよい。
【０２２５】
老眼を治療するＨＩＦＵは、多くの場所に指向されることができるが、本明細書に説明されるような老眼治療は、強膜、毛様体、および網膜を温存することができる。
【０２２６】
老眼を治療する本明細書に開示される方法および装置は、眼内レンズを用いて調節を向上させるために、調節眼内レンズとともに使用されることができる。
【０２２７】
図４は、角膜破砕ゾーンおよび硝子体破砕ゾーンを示す。
【０２２８】
角膜の治療は、調節努力中に角膜の向上した動きを提供することができ、付加的な水晶体の動きをもたらし得る。角膜の動きは、毛様体突起（強膜の切り欠きが発生する場所の近傍）の動きと同期した角膜の非球面の内向きの動きを含み得る。角膜の内向きの動きは、水晶体赤道が内向きに動き、水晶体が厚くなり、より凸状になることを可能にする。強膜の治療は、類似効果を及ぼすことができ、治療領域は、例えば、図３を参照して、強膜および角膜に沿って延在し得る、複数のより小さい治療ゾーンを備える。小帯挿入ゾーンの近傍の硝子体の治療は、厚くなった線維性ゲル（本明細書では裂孔とも称される）を一掃し、前方の動きを助長することによって、調節を向上させ得る。後極の近傍の硝子体の治療は、調節中に水晶体の容易で安定した形状変化を助長し得る。
【０２２９】
図５は、環状水晶体破砕ゾーンを示す。水晶体破砕術は、水晶体の調節を向上させることができ、水晶体の中心の光学的に使用される部分から離して指向されることができる。一実施形態では、ＨＩＦＵ治療パルスは、治療が水晶体の中心の光学的に使用される部分の周囲に環状パターンで増加した弾性の面積を誘発するように、水晶体内の一連の治療点に指向されてもよい。治療は、図２または本明細書に開示される実施形態のうちのいずれかに説明されるような機械モータまたは撮像システムの使用によって誘導されてもよい。
【０２３０】
図６は、図５に類似する環状パターンを備え得る、集束超音波を伴う多重深度水晶体破砕ゾーンを示す。水晶体の断面が示されている。ＨＩＦＵ治療パルスもまた、水晶体内の異なる深度における一連の治療点に指向されてもよい。描写されるゾーンは、水晶体の前縁上の一連の治療面積、ならびに水晶体後縁上の一連の治療面積を備える。本多重集束アプローチは、関連病理のための増加した治療的有益性を提供し得る。
【０２３１】
図７は、撮像装置に結合されたＨＩＦＵアレイの実施形態を示す。一対の超音波撮像アレイおよびＨＩＦＵアレイが、治療中のリアルタイム撮像のために配列される。撮像トランスデューサ要素および治療トランスデューサならびに要素は、本明細書に開示されるようにプロセッサに結合されることができる。撮像装置をＨＩＦＵトランスデューサに結合することは、治療を誘導して知らせるように、受動キャビテーション検出および撮像フィードバックを可能にする。
【０２３２】
ＨＩＦＵトランスデューサは、フェーズドアレイ、離散アレイ、環状アレイ、球形アレイ、球形フェーズドアレイ、集束アレイ、またはそれらの任意の組み合わせのうちの１つもしくはそれを上回るものを備えてもよい。ＨＩＦＵトランスデューサは、撮像装置、例えば、組み込みＯＣＴセンサと組み合わせられてもよい。加えて、トランスデューサは、精密なセラノスティック送達のための光音響励起を可能にするように加工されてもよい。
【０２３３】
図８は、撮像装置に結合されたＨＩＦＵアレイの別の実施形態を示す。本実施形態におけるＨＩＦＵアレイは、撮像装置が配置され得る、中心チャネルを伴うトランスデューサを備える。例えば、撮像装置は、ＯＣＴ光ファイバケーブルであってもよい。ＯＣＴファイバは、治療トランスデューサの中心から延在するチャネルの内側に配置されてもよく、ＨＩＦＵアレイを用いた治療の前、間、または後の１つもしくはそれを上回る時間に組織のリアルタイム撮像を可能にすることができる。
【０２３４】
ＨＩＦＵアレイは、ＭＲＩ、ＵＢＭ、超音波撮像、ＯＣＴ、ＯＣＥ、またはＵＳエラストグラフィを含むが、それらに限定されない、いくつかの撮像システムに結合されてもよい。
【０２３５】
本明細書に開示される方法およびシステムは、近視、遠視、乱視、老眼、球面収差、円錐角膜（「ＫＣＮ」）、水晶体乳化、感染性角膜炎（「ＩＫ」）、ＣＮＶ、環式超音波凝固、緑内障、飛蚊症、硝子体索切断／硝子体切除術、水晶体上皮細胞（「ＬＥＣ」）溶解、嚢切開、輝点、腫瘍、超音波血栓溶解／血管閉塞、後部角膜表面再形成、水晶体後嚢混濁、水晶体嚢研磨、溢出、後部硝子体網膜剥離、後部連続曲線嚢切開術（「ＰＣＣＣ」）、および前部連続曲線嚢切開術（「ＡＣＣＣ」）を含む、多種多様な病理のための集束表面下治療を提供するために使用されることができる。治療は、経瞳孔、経上皮、経結膜、経虹彩、経水晶体嚢、経強膜、経角膜、または病理もしくは標的ゾーンによって判定されるようなそれらの任意の組み合わせで指向されてもよい。
【０２３６】
図９Ａ−９Ｂは、近視のための治療ゾーンの実施形態を示す。近視または近眼は、角膜もしくは水晶体、または２つの組み合わせが、眼の長さに対して過剰に曲線状であるときに起こり得る。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、例えば、角膜の中心平坦化を誘発して近視を緩和するために使用されてもよい。図９Ａは、正面から角膜を示し、図９Ｂは、ＨＩＦＵシステムを含む角膜の断面を示す。トランスデューサは、眼の前に設置され、浸食のために上皮を通して角膜実質の中へＨＩＦＵエネルギーを送達するように集束されてもよい。較正されたトランスデューサは、機械的に中心領域の約６ｍｍを浸食するように走査されてもよい。代替として、または組み合わせて、中心領域は、熱的に収縮してもよい。ＯＣＴ等の撮像装置は、例えば、温度等のフィードバックを提供してもよい。治療堆積パターンは、約１ジオプタだけ近視を緩和するように深さ約１４μｍの浸食を達成する、マナーリンパターンまたは非球面勾配パターンを含んでもよい。単一のＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、本明細書に説明される方法は、中心領域を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２３７】
図１０Ａ−１０Ｂは、遠視のための治療ゾーンの実施形態を示す。遠視または遠眼は、角膜が眼の長さに対して過剰に小さい曲率を有するときに起こり得る。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、角膜の中心から約５ｍｍ〜９ｍｍの角膜の周辺領域中で周辺角膜を平坦化するために使用されてもよい。図１０Ａは、正面から角膜を示し、図１０Ｂは、ＨＩＦＵシステムを含む角膜の断面を示す。周辺角膜は、周辺領域の経上皮機械的浸食によって平坦化されてもよい。代替として、または組み合わせて、周辺角膜は、周辺領域の経上皮熱収縮によって平坦化されてもよい。そのような平坦化は、角膜の比較的急勾配の中心領域をもたらし得る。ＨＩＦＵは、急勾配パターンで堆積させられてもよい。深さ約１４μｍの浸食は、約１ジオプタだけ遠視を緩和し得る。ＨＩＦＵビームは、周辺領域とともに複数の重複場所を治療するように、電子的に操向されるフェーズドアレイを使用して、または機械的電動運動によって、複数の場所に指向されてもよい。２つのＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、周辺領域を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２３８】
図１１Ａ１−１１Ａ２は、乱視のための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、９０度オフセット急勾配を伴う子午面平坦化を誘発するために使用されてもよい。図１１Ａ１は、正面から角膜を示し、図１１Ａ２は、ＨＩＦＵシステムを含む角膜の断面を示す。例えば、浸食のボウタイパターンが、相対的急勾配のボウタイパターンを達成するように、間質組織の経上皮機械的浸食によって生成されてもよい。代替として、または組み合わせて、収縮のボウタイパターンが、熱的モードでＨＩＦＵシステムを使用して生成されてもよい。２つのＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２３９】
図１１Ｂは、乱視のための治療ゾーンの代替実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、矢状方向の水晶体平坦軸に沿って強膜張力を誘発することによって、局所水晶体張力を生成するために使用されてもよい。代替として、または組み合わせて、局所水晶体張力は、矢状方向の水晶体急勾配軸に沿った強膜弛緩の誘発を通して生成されてもよい。
【０２４０】
図１２Ａ１−１２Ａ２は、中心近傍アプローチを使用する、老眼のための角膜治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、中心角膜を急勾配にして中心近傍老眼を緩和するために使用されてもよい。図１２Ａ１は、正面から角膜を示し、図１２Ａ２は、ＨＩＦＵシステムを含む角膜の断面を示す。角膜の中心から約３ｍｍ〜５ｍｍの領域を備える、中央実質環状ゾーンが、組織を浸食し、角膜の比較的急勾配の中心領域を生成するように、機械的モードでＨＩＦＵシステムを用いて経上皮的に治療されてもよい。代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵシステムは、中央実質環状ゾーン内で熱収縮を生成するように熱的モードで動作されてもよい。２つのＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２４１】
図１２Ｂ１−１２Ｂ２は、中心距離アプローチを使用する、老眼のための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、中心角膜および周辺角膜を平坦化し、中央実質環状ゾーンを温存し、中央実質環状ゾーン内の角膜を効果的に急勾配にするために使用されてもよい。図１２Ｂ１は、正面から角膜を示し、図１２Ｂ２は、ＨＩＦＵシステムを含む角膜の断面を示す。ＨＩＦＵシステムは、中央実質環状ゾーンを囲繞する領域中で環状浸食を誘発するように機械的モードで動作されてもよい。治療は、角膜の表面の近傍および／または角膜内のより深くにあってもよい。代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵシステムは、該領域の熱収縮を誘発するように熱的モードで動作されてもよい。３つのＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、領域を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２４２】
老眼を治療するために図１２Ａ１−１２Ｂ２に説明される方法は、代替として、任意のタイプの球面収差を治療するために使用されてもよい。
【０２４３】
図１２Ｃは、強膜浸食を使用する、老眼のための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、毛様体扁平部（縁郭と鋸状縁との間）、ＰＶＺ挿入ゾーン、およびＰＶＺ裂孔のうちの１つまたはそれを上回るものにおいて強膜浸食を誘発するように、結膜下に指向されてもよい。ＨＩＦＵを使用する結膜下強膜浸食は、軟化した毛様体扁平部、増大した水晶体周囲空間（ＣＬＳ）、前方へのＰＶＺ挿入の偏移、およびＰＶＺ裂孔の拡大縮小をもたらし得る。加えて、ＨＩＦＵシステムを使用する水晶体後嚢ガラス質の層間剥離が、老眼をさらに緩和し、調節を増加させ得る。２つのＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、強膜ゾーンを治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび走査焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２４４】
図１２Ｄは、水晶体浸食（例えば、部分水晶体破砕術）を含む、老眼のための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、図１２Ｃに説明される強膜ゾーンに加えて、水晶体嚢下浸食および水晶体の液化のために水晶体に指向されてもよく、水晶体軟化および調節の増加をもたらし得る。３つのＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするために異なる位置においてここで描写されているが、ここで説明される方法は、水晶体を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２４５】
図１３は、ＫＣＮのための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、角膜急勾配の偏心領域を平坦化するために使用されてもよい。熱的モードでＨＩＦＵトランスデューサを使用して、ＨＩＦＵは、該領域を熱的に収縮するために、角膜急勾配の偏心領域の角膜実質の中へ上皮下に指向されてもよい。偏心領域は、治療を誘導するように局所構造撮像を使用して、用量依存性様式で平坦化されてもよい。単一のＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、偏心領域を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２４６】
図１４Ａ−１４Ｅは、水晶体乳化のための治療ゾーンの実施形態を示す。図１４Ａは、ＨＩＦＵトランスデューサが、水晶体嚢下分画および液化を誘発して水晶体を軟化するように機械的モードで動作され得る、水晶体乳化のための治療ゾーンの実施形態を示す。水晶体は、大部分が軟化されてもよい、または部分的に液化もしくは完全に液化されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーが、経瞳孔および経虹彩で指向されてもよい。代替として、または組み合わせて、ＬＥＣアポトーシスが、例えば、液化に続いて、水晶体後嚢および赤道暴露ゾーン上に集束することによって誘発されてもよい。単一のＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、水晶体を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２４７】
図１４Ｂ−１４Ｅは、経角膜仮想水晶体破砕術のための治療ゾーンの付加的実施形態を示す。ＨＩＦＵトランスデューサは、水晶体内の結晶性および線維性結合を分断して、水晶体除去および置換を支援するため、または散瞳条件下での不調節もしくは調節努力下の再形成のために、水晶体に集束されてもよい。全水晶体嚢体積は、超音波液化体積に比例して減少し得る。
【０２４８】
強膜破砕術は、ＣＬＳの調節、ＰＶＺ挿入の調節、輝点の浸食、飛蚊症の浸食、水晶体前嚢混濁の治療、水晶体後嚢混濁の治療、またはそれらの任意の組み合わせのうちの１つもしくはそれを上回るもののために、水晶体破砕術に続いて、かつ移植後に適用されてもよい。水晶体破砕術は、水晶体嚢を浸食すること、水晶体を軟化すること、角膜を軟化すること、ＬＥＣアポトーシスを誘発すること、薬物送達を増進すること、またはそれらの任意の組み合わせのうちの１つもしくはそれを上回るものを使用して、インプラントを伴わない非切開再形成のために適用されてもよい。
【０２４９】
図１４Ｂは、水晶体破砕術中の可能性として考えられる治療ゾーンを示すように複数のトランスデューサ要素を描写し、例えば、水晶体嚢浸食を誘発するために治療中に使用され得る、トランスデューサ要素の数を必ずしも表すわけではない。例えば、治療ＨＩＦＵアレイのための複数の攻撃線が描写されている。ＨＩＦＵトランスデューサは、フェーズドアレイまたは離散アレイであってもよい。ＨＩＦＵトランスデューサは、本明細書に説明されるように、例えば、治療送達、組織弾性、または温度のフィードバック感知のための撮像装置を含む。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムを用いた治療は、代替として、または組み合わせて、ＬＥＣアポトーシスおよび溶解を誘発するように、ＬＥＣに向かって指向されてもよい。ＨＩＦＵ治療は、代替として、または組み合わせて、核性白内障ゾーンを浸食するように指向されてもよい。図１４Ｃは、周辺水晶体内水晶体嚢下治療ゾーンを描写する。ＨＩＦＵエネルギーパルスは、経角膜、経虹彩、または経角膜および経虹彩の組み合わせで指向されてもよい。図１４Ｄは、ＨＩＦＵトランスデューサおよび脱気医薬品有効成分（ＡＰＩ）を含有する、流体ウェルを画定する円錐形の壁を備える、患者結合構造を描写する。脱気ＡＰＩは、冷蔵されてもよく、トレハロース等のシャペロン、アスピリン等のＮＳＡＩＤ、リドカイン等の麻酔薬、抗炎症薬、抗生物質、Ｎ−アセチルカルノシンまたはアセクリジン等の水晶体軟化剤、もしくはそれらの任意の組み合わせのうちの１つまたはそれを上回るものを備えてもよい。ＡＰＩは、経角膜的に眼を透過してもよい。ＡＰＩはさらに、経水晶体嚢的に眼を透過してもよい。図１４Ｅは、嚢切開のための水晶体破砕治療ゾーンを描写する。水晶体の直径は、典型的には、約１０ｍｍであってもよい。嚢切開ゾーンの外縁は、約５．５ｍｍであってもよい。嚢切開ゾーンの内縁は、約５．４ｍｍであってもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、撮像装置によって水晶体上で正確に中心に置かれ、Ｚに位置付けられたリングを浸食するために、水晶体に集束されてもよい。
【０２５０】
図１５は、環式超音波凝固のための治療ゾーンの実施形態の集束パルス場所を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、ＨＩＦＵエネルギーを毛様体突起に指向して毛様体頂端細胞の壊死を誘発するために、熱的モードで使用されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーの送達は、３６０度治療のためにパターン化されてもよい。２つのＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、毛様体突起を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２５１】
図１６は、緑内障のための治療ゾーンの実施形態の集束パルス場所を示す。非熱的機械的モードでＨＩＦＵシステムを使用して、眼は、房水流出経路上のいずれかの場所で治療されてもよい。例えば、シュレム管の上壁および小柱網のうちの１つまたはそれを上回るものが、分画されてもよい。代替として、または組み合わせて、管自体が、閉塞を除去するように治療されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーの送達は、３６０度治療のためにパターン化されてもよい。２つのＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、流出経路を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２５２】
代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵシステムは、閉塞隅角緑内障眼において角度を開放するよう、水晶体の一部、例えば、水晶体の前面または後面を乳化もしくは液化するために、非熱的モードまたは熱的モードで使用されてもよい。乳化した水晶体組織は、水晶体の厚さが低減するにつれて、徐々に角度を開放し、房水流出を向上させるよう、経時的に眼内の流体によって自然に摩耗または劣化され得る。
【０２５３】
図１７は、飛蚊症のための治療ゾーンの実施形態の集束パルス場所を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、リアルタイム撮像によって識別される飛蚊症を液化または粉砕するように機械的モードで動作されてもよい。ＨＩＦＵビームは、経瞳孔、経強膜、経虹彩、経上皮、経結膜、経水晶体嚢、経角膜、またはそれらの任意の組み合わせで、飛蚊症上に集束されてもよい。飛蚊症は、可能性として考えられる追加安全性利益のために、視線から離れて非光学的に脆弱な領域の中へ音響的に流されてもよい。単一のＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、１つまたはそれを上回る飛蚊症を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２５４】
飛蚊症を治療するために図１７に説明される方法は、代替として、組織の液化または海綿化のために、硝子体を伴う所望の治療場所にエネルギーを送達するようにＨＩＦＵシステムを集束することによって、硝子体索切断または硝子体切除治療のために使用されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーの送達は、３６０度治療のためにパターン化されてもよい。
【０２５５】
硝子体の治療は、代替として、または組み合わせて、調節を向上させ、老眼を治療するために使用されてもよい。周辺硝子体は、年齢とともに硬直し得、調節中の流体の動きを悪くし、水晶体の形状の変化を妨害または低減させ得る。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、流体輸送を助長し、水晶体の形状変化を増進するために、硝子体を分画（または液化もしくは海綿化）するように使用されてもよい。硝子体または硝子体構造、例えば、周辺硝子体の選択的軟化は、流体輸送の変化から独立して、またはそれに加えて、水晶体の形状変化を機械的に増進し得る。硝子体構造の軟化は、硝子体構造の弾性率を増加させ得る。
【０２５６】
硝子体のキャビテーションは、代替として、または組み合わせて、例えば、硝子体黄斑癒着（例えば、硝子体と網膜との間の癒着）の場所を標的にすることによって、近視、老眼、または遠視を治療するために使用されてもよい。網膜からの前部硝子体の剥離は、拘束から水晶体を解放し、移動して集束するように水晶体のさらなる自由度を可能にし得る。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、付着点またはその近傍で網膜から硝子体をキャビテーションで分離または切断して癒着を除去し、それによって、網膜上の硝子体の引動を低減させ、水晶体の動きを増進するために使用されてもよい。前部硝子体剥離はさらに、当業者に公知である硝子体黄斑癒着によって引き起こされる黄斑円孔または他の損傷を予防するために使用されてもよい。代替として、または組み合わせて、硝子体構造は、硝子体の弾性率を局所的に増加させ、水晶体の動きへの癒着の影響を低減または抑制するよう、網膜癒着点の近傍で軟化されてもよい。
【０２５７】
図１８Ａは、嚢切開のための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、水晶体嚢の浸食を誘発するように水晶体嚢に沿ってＨＩＦＵビームを集束することによって、嚢切開を行うために使用されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーは、経強膜、経虹彩、経瞳孔、経水晶体嚢、またはそれらの任意の組み合わせによって、送達されてもよい。単一のＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、水晶体嚢を治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２５８】
図１８Ｂは、後部連続曲線嚢切開術（ＰＣＣＣ）のための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、水晶体後嚢の浸食を非熱的に誘発するために使用されてもよい。例えば、水晶体の直径は、ＨＩＦＵエネルギー送達を誘導するように、撮像装置、例えば、ＵＢＭまたはＯＣＴを用いて測定されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーは、水晶体後嚢にわたる円形運動を使用して送達されてもよく、キャビテーションは、撮像装置を用いてリアルタイムで監視されてもよい。非熱的キャビテーションは、例えば、直径約５．２５ｍｍの水晶体嚢の領域を浸食するように、例えば、約３０秒にわたって誘発されてもよい。ＰＣＣＣは、瞳孔を中心とし得る、または水晶体を中心とし得る。
【０２５９】
図１８Ｃは、前部連続曲線嚢切開術（ＡＣＣＣ）のための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、水晶体前嚢の浸食を非熱的に誘発するために使用されてもよい。例えば、水晶体の直径は、ＨＩＦＵエネルギー送達を誘導するように、撮像装置、例えば、ＵＢＭまたはＯＣＴを用いて測定されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーは、水晶体前嚢にわたる円形運動を使用して送達されてもよく、キャビテーションは、撮像装置を用いてリアルタイムで監視されてもよい。非熱的キャビテーションは、例えば、直径約５．２５ｍｍの水晶体嚢の領域を浸食するように、例えば、約３０秒にわたって誘発されてもよい。ＡＣＣＣは、瞳孔を中心とし得る、または水晶体を中心とし得る。
【０２６０】
図１９は、輝点のための治療ゾーンの実施形態の集束パルス場所を示す。輝点は、眼内レンズ（ＩＯＬ）の挿入に続いて、水和または脂質薄膜ポケットの生成に起因して起こり得る。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、非熱的機械的モードで使用され、撮像によって識別されるＩＯＬ上の障害に集束されてもよい。障害は、次いで、ＨＩＦＵシステムによって浸食されてもよい。単一のＨＩＦＵエネルギービームが、簡単にするためにここで描写されているが、ここで説明される方法は、１つまたはそれを上回る薄膜ポケットを治療するように付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが理解されるであろう。
【０２６１】
図２０は、超音波血栓溶解／血管閉塞のための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムを使用して、ＨＩＦＵエネルギービームは、眼の血管または管、例えば、シュレム管内の閉塞を治療するように指向されてもよい。血管または管は、壁と、管腔とを備えてもよい。閉塞の浸食および再開通は、機械的モードでＨＩＦＵシステムによって達成されてもよい。
【０２６２】
図２１は、後部角膜表面のための治療ゾーンの実施形態を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムを使用して、ＨＩＦＵエネルギーは、後部角膜の領域を浸食するように後部角膜表面に指向されてもよい。ＨＩＦＵシステムは、組織を浸食するように、機械的モード、熱的モード、または機械的および熱的モードの両方で動作されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーの送達は、３６０度治療のためにパターン化されてもよい。後部角膜表面の治療は、例えば、癌腫を治療するために使用されてもよい。
【０２６３】
図２２Ａは、水晶体後嚢混濁のための治療ゾーンの実施形態を示す。水晶体後嚢混濁は、ＬＥＣの増殖、遊走、または異常分化に起因して、ＩＯＬ移植後に起こり得る。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、視覚を妨害する細胞を除去し、水晶体の透明度を増加させるために、ＬＥＣアポトーシスまたは溶解を誘発するように使用されてもよい。機械的モードを使用して、ＬＥＣは、ＨＩＦＵビームの焦点において浸食されてもよい。本治療は、付加的焦点において繰り返されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーの送達は、３６０度治療のためにパターン化されてもよい。代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵエネルギーは、ＬＥＣアポトーシスを誘発し、水晶体前嚢混濁を治療するために、水晶体前嚢に送達されてもよい。
【０２６４】
図２２Ｂは、水晶体嚢研磨のための治療ゾーンの実施形態を示す。水晶体嚢研磨は、例えば、水晶体前嚢上のＬＥＣの増殖、遊走、または異常分化に起因する水晶体前嚢混濁を治療するために使用されてもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、非熱的ＨＩＦＵキャビテーションおよび水晶体前嚢に沿ったＬＥＣアポトーシスまたは溶解を誘発するために使用されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーの送達は、３６０度治療のためにパターン化されてもよい。代替として、ＨＩＦＵエネルギーの送達は、所定の領域に限局されてもよい。治療は、撮像装置、例えば、ＵＢＭまたはＯＣＴによって誘導されてもよい。ゼンメリング輪およびエルシュニッヒ真珠が、例えば、水晶体前嚢に沿った水晶体嚢研磨によって治療されてもよい。加えて、または組み合わせて、水晶体嚢研磨は、水晶体赤道に沿ったこれらの疾患のために治療的に有益であり得る。
【０２６５】
図２２Ｃは、水晶体嚢研磨のための治療ゾーンの別の実施形態を示す。水晶体嚢研磨は、代替として、または組み合わせて、例えば、眼内レンズ移植後に、水晶体赤道に沿って起こる水晶体嚢混濁を治療するために使用されてもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、非熱的ＨＩＦＵキャビテーションを誘発し、水晶体赤道に沿ってＬＥＣアポトーシスまたは溶解を誘発するために使用されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーの送達は、３６０度治療のためにパターン化されてもよい。治療は、撮像装置、例えば、ＵＢＭまたはＯＣＴによって誘導されてもよい。
【０２６６】
図２２Ｄは、ゼンメリング輪のための治療ゾーンを示す。ゼンメリング輪は、水晶体嚢の周辺の環状腫脹を含み得る。本合併症は、白内障手術またはＩＯＬ移植に続いて起こり得る。図２２ＤのＭＲＩ画像に示されるように、ゼンメリング輪は、ＩＯＬとＩＯＬ触覚構造との間の高信号ダンベルとして出現する。正面から視認したとき、輪は、水晶体嚢の周囲でほぼ環状またはドーナツ形である。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、非熱的ＨＩＦＵキャビテーションを誘発して、鎖線によって示される治療ゾーン内の線維性輪を液化するために使用されてもよい。ＨＩＦＵエネルギーの送達は、３６０度環状治療のためにパターン化されてもよい。治療は、撮像装置、例えば、ＵＢＭまたはＯＣＴによって誘導されてもよい。
【０２６７】
図２２Ｅは、エルシュニッヒ真珠のための治療ゾーンを示す。エルシュニッヒ真珠は、水晶体後嚢に沿った増殖性ＬＥＣの真珠様塊の蓄積であり、白内障手術に続いて起こり得る。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、非熱的ＨＩＦＵキャビテーションを誘発して、水晶体後嚢の表面から真珠を剥離するために使用されてもよく、視覚を向上させ得る。ＨＩＦＵエネルギーの送達は、エルシュニッヒ真珠を備える、１つまたはそれを上回る治療ゾーンを含むようにパターン化されてもよい。
【０２６８】
図２３は、溢出および閉塞のための治療ゾーンの実施形態を示す。血管は、壁と、管腔とを備えてもよい。血管の溢出または閉塞は、ＨＩＦＵエネルギーを毛細血管壁に集束することによって誘発されてもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムを使用して、非熱的機械的モードＨＩＦＵエネルギーは、標的血管の溢出を向上させ得る。代替として、熱的モードＨＩＦＵエネルギーの使用は、標的毛細血管および血管閉塞の凝固を誘発してもよい。
【０２６９】
図２４Ａは、後部硝子体網膜剥離のための治療ゾーンの実施形態を示す。後部硝子体網膜剥離は、糖尿病性網膜症に起因して起こり、網膜における硝子体牽引を引き起こし、網膜を部分的に剥離し得る。本明細書に説明されるシステムを使用して、剥離は、ビームが後部硝子体および所望の剥離の点に到達するように、鋸状縁または角膜、もしくは両方を通して超音波ビームを集束することによって、緩和されてもよい。治療は、硝子体からの網膜の層間剥離および剥離を引き起こし、したがって、剥離を緩和するように適用されてもよい。
【０２７０】
図２４Ｂは、複数の非隣接治療焦点Ａ−Ｆを備える、組織治療ゾーンを示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムを使用して、プロセッサは、フェーズドアレイトランスデューサによる治療のために複数の焦点に連続的に集束する命令を伴って構成されてもよく、各治療焦点Ａ−Ｆは、非熱的に治療される。各治療焦点Ａ−Ｆの全デューティサイクルは、本明細書に説明されるような非熱的デューティサイクル、例えば、約１％であってもよい。フェーズドアレイからのデューティサイクルは、５０％を上回り得る。非隣接焦点Ａ−Ｆの連続走査および非熱的治療は、非常に急速に治療される治療ゾーン内の大量の組織の治療を可能にし得る。焦点Ａ−Ｆは、治療点の可能性として考えられる構成を表すように描写されている。しかしながら、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、ＨＩＦＵ治療を治療ゾーン内の任意の数の治療焦点に送達するように構成され得ることが明白であろう。
【０２７１】
図２４Ｃは、組織の複数の隣接治療場所を備える、組織治療ゾーンを示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、組織の複数の場所への超音波パルスを用いて組織を非熱的に切除し、例えば、外科的吸引による除去のために、治療片Ｇ−Ｊ、例えば、組織の切断されていない体積粒状区分（例えば、ボクセル）を画定するように構成されてもよい。治療片Ｇ−Ｊはそれぞれ、例えば、組織を複数の組織片Ｇ−Ｊに分離するように配列される複数の組織穿孔を備え得る、複数の組織切除経路によって画定されてもよい。本システムは、隣接治療片Ｇ−Ｊを非熱的に切除するために使用されてもよい。
【０２７２】
本明細書に説明されるシステムは、組織の複数の場所への超音波パルスを使用して、眼の矯正レンズに対応する組織片を画定することによって、１つまたはそれを上回る治療片Ｇ−Ｊを切除するように構成されてもよい。超音波パルスは、例えば、組織片が眼から除去されることを可能にするように配列されてもよい。パルスは、随意に、小切開水晶体摘出（ＳＭＩＬＥ）を行うために、組織片へのアクセス経路を画定するように配列されてもよい。
【０２７３】
本システムは、組織内の複数の場所へのＨＩＦＵエネルギーパルスを用いて組織を非熱的に切除して、３−Ｄ（「３次元」）組織切除パターンを画定するように構成されてもよい。ＨＩＦＵパルスは、非熱的組織切除中にコラーゲン繊維を開裂するように構成されてもよい。治療されるコラーゲン繊維は、例えば、角膜、縁郭、強膜、虹彩、水晶体嚢、水晶体皮質、または小帯のうちの１つもしくはそれを上回るもののコラーゲン繊維を備えてもよい。パルスは、非熱的組織切除中にコラーゲン繊維を分離するように構成されてもよい。
【０２７４】
そのような治療は、水晶体皮質を除去し、ＩＯＬを眼の中に挿入するために、白内障手術に使用されてもよい。代替として、または組み合わせて、３−Ｄ  ＨＩＦＵ治療は、例えば、嚢切開に使用されてもよい。
【０２７５】
ボクセルＧ−Ｊは、本明細書では立方体として表されているが、しかしながら、治療片Ｇ−Ｊは、任意の３−Ｄ組織切除または治療パターンを画定し得ることが理解されるであろう。治療片Ｇ−Ｊは、治療片の可能性として考えられる構成を表すように描写されている。しかしながら、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、ＨＩＦＵパルスを治療ゾーン内の任意の数の治療片または場所に送達するように構成され得ることが明白であろう。本明細書に説明される治療パターンの多くは、１次元のみで出現するが、本明細書に説明される治療パターンのうちのいずれかが３−Ｄ治療パターンであり得ることが、当業者によって理解されるであろう。
【０２７６】
本明細書に説明される実施形態の多くでは、１つまたはそれを上回るＨＩＦＵエネルギー治療ビームが、簡単にするために描写されている。しかしながら、本明細書に説明される方法は、標的組織を治療するために、描写されるものを超えた付加的ＨＩＦＵ治療ビームおよび焦点を備え得ることが明白であろう。
【０２７７】
本明細書に説明される治療パターンのうちのいずれかが、隣接および／または重複焦点を伴って、もしくは非隣接焦点を伴って連続的に走査され得ることが、当業者に明白であろう。
【０２７８】
本明細書に説明されるＨＩＦＵ方法およびシステムは、加えて、精密に感染部位において、局所細胞アポトーシス減量または線維性細胞外基質（ＥＣＭ）減量もしくはその組み合わせを機械的に誘発することによって、ＩＫを治療するために使用されてもよい。代替として、または組み合わせて、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、眼内腫瘍を治療するために使用されてもよい。非熱的機械的ＨＩＦＵは、撮像装置によって誘導されるように腫瘍に指向されたときに、腫瘍組織においてアポトーシスまたは壊死を誘発するように、腫瘍を減量、浸食、海綿化、液化、もしくは創傷清拭してもよい。
【０２７９】
図３４は、水晶体破砕術のための治療ゾーンを示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、例えば、角膜または水晶体嚢に影響を及ぼすことなく、水晶体軟化を機械的に誘発するために使用されてもよい。治療パルスは、水晶体皮質および核を備える、治療ゾーンに集束されてもよい。治療ゾーンは、局所的であり得、例えば、治療ゾーンは、水晶体の深度において軟化の１つまたはそれを上回る層を備えてもよい。水晶体の軟化は、例えば、約５０ｋＰａ〜約３ｋＰａの水晶体の弾性率を調節し、調節を増加させるために使用されてもよい。
【０２８０】
本明細書に説明されるような走査集束超音波ビームは、３次元治療パターンを眼に送達するために使用されることができる。プロセッサは、３次元走査ビームのフェーズドアレイ等の３次元走査ビームを用いて眼を治療するために、コンピュータプログラムの命令を伴って構成されることができる。治療は、例えば、ＯＣＴ撮像等の撮像を用いて計画されることができ、治療は、治療計画に従って３次元パターンで眼に送達されることができる。
【０２８１】
集束ＨＩＦＵビームは、眼の角膜の近傍で音圧の実質的に低減した変化を可能にしながら、眼への治療が眼のより深い場所で行われることを可能にする。本構成は、角膜の内皮および角膜ならびに結膜の上皮を実質的に無傷で残しながら、眼の深部組織を治療するという利益を有することができ、ある事例では、治癒を向上させ、手技の侵襲性を減少させ得る。ビームは、音圧がビームの断面の直径の二乗にほぼ反比例するように集束されることができる。例えば、ビームは、角膜におけるビームの直径が、焦点におけるビームの面積の約１，０００（千）倍であり、角膜における対応する圧力が、焦点における圧力の約０．１％（１パーセントの１０分の１）であるように、構成されることができる。内皮または上皮等の関門組織における超音波圧力に対するビーム焦点における超音波圧力の比は、約１，０００（千）〜約１００，０００（１０万）の範囲内であることができる。例えば、１００μｍ点に集束された上皮を通過する１０ｍｍビームを用いると、焦点におけるビーム断面の面積に対する関門組織におけるビーム断面の面積の比は、約１０，０００である。本明細書で提供される本教示に基づいて、当業者は、角膜および網膜の組織等の眼の敏感な組織への治療処置ならびに損傷の減少とともに比を提供するように、角膜を通して伝送されるビームのサイズおよび焦点におけるビームのサイズを増加または減少させることができる。面積および対応する圧力の比は、例えば、以下の範囲、すなわち、約１，０００〜約１００，０００、約２，０００〜約５０，０００、約４，０００〜約２５，０００のうちのいずれか以内であることができる。また、面積および圧力の比は、用途および使用されるエネルギーの量に応じて、はるかに低く、例えば、約１００であることができる。
【０２８２】
これらの高開口数治療は、周辺組織への損傷の減少とともに、より正確な治療を可能にする。より大きい角度でビームを集束することは、周辺組織への損傷の減少をもたらす。トランスデューサアレイの開口数（以降では「Ｎ」）は、アレイからビームが集束される場所までの距離である、焦点距離（以降では「ｆ」）によって除算されたアレイを横断する最大寸法（以降では「Ｄ」）として画定されることができる。フェーズドアレイの開口数は、約０．５〜約１０の範囲内、例えば、約０．７５〜約５の範囲内、例えば、約１〜約２．５の範囲内であることができる。
【０２８３】
トランスデューサアレイの開口数、治療圧力、および位置は、集束ビームを用いて治療を提供しながら、集束ビームから離れた敏感な組織に所望の量のエネルギーを提供するように調節されることができる。
【０２８４】
本システムは、第１の組織場所における組織損傷閾値を下回る第１の範囲内の第１の負音圧と、治療処置を提供する第２の場所における第２の範囲内の第２の負音圧とを提供するように構成されることができる。本明細書に説明されるようなＨＩＦＵシステムのピーク負音圧は、例えば、第１の場所では約０．００１ＭＰａ〜約０．８ＭＰａの第１の範囲内、および第２の組織場所では約−１０ＭＰａ〜約−８０ＭＰａの第２の範囲内であってもよい。第１の負音圧は、約−０．０２ＭＰａ〜約−０．７ＭＰａの第１の範囲内であってもよく、第２の負音圧は、例えば、約−２０ＭＰａ〜約−７０ＭＰａの第２の範囲内であってもよい。
【０２８５】
超音波システムのデューティサイクルは、組織の急速治療を提供するように多くの方法で構成されることができる。フェーズド超音波トランスデューサアレイは、非常に急速にパルスをいくつかの別個の場所に提供するように構成されることができる。実質的に非熱的な効果が、治療場所において低いデューティサイクルを用いて所望される場合、トランスデューサアレイおよび回路は、パルスを複数の非重複パルス治療領域に連続的に提供するように構成されることができる。非重複パルス治療領域は、１つの領域からの熱エネルギーの約１０％以下が隣接領域に進入するように、例えば、１ミリメートルまたはそれを上回る、実質的な距離によって分離されることができる。フェーズドアレイトランスデューサは、第１のデューティサイクルを用いて第１の１つまたはそれを上回るパルスを第１の治療領域に、第２の１つまたはそれを上回るパルスを第２の治療領域に提供するように構成されることができ、第２の１つまたはそれを上回るパルスを用いた第２の領域の治療後、第３の複数の１つまたはそれを上回るパルスが、第１の治療領域に印加されることができ、第４の１つまたはそれを上回るパルスが、第２の治療領域に印加されることができる。付加的治療領域は、治療のために有用であるように画定されることができる。例えば、それぞれ、５％以下のデューティサイクルを有する、２０個の治療領域が画定されることができ、フェーズドアレイトランスデューサは、組織治療領域への局部的デューティサイクルがはるかに低くあり得るように、５０％を上回るデューティサイクルを用いてパルスを発するように構成されることができる。例えば、局部的デューティサイクルは、２０個の治療領域のために５％であることができ、トランスデューサアレイのデューティサイクルは、具体的実施例では１００％であることができる。画定された治療領域の数は、約３〜約１００の範囲内であることができ、各領域のデューティサイクルは、トランスデューサアレイが５０％を上回るデューティサイクルを有するときに、約１％〜約３０％の範囲内であることができる。複数の隣接組織領域を示す、図２４Ｃを参照し、複数の隣接組織領域はそれぞれ、複数の隣接領域のそれぞれへのパルスを連続的に走査し、次いで、複数の組織領域のそれぞれへの集束ビームを走査することによって、トランスデューサアレイのデューティサイクルよりも低いデューティサイクルを用いて治療されることができる。フェーズドアレイトランスデューサの位相をプログラムすることによって、パルスは、複数の組織領域を備える治療ゾーン内のいずれかの場所に指向されることができ、任意の順序で複数の組織領域に指向されることができる。本システムは、立方体等の複数の切開オブジェクトを切断し、組織の動き、例えば、組織可塑性の増加または吸引を用いた除去の容易性の増加を促進するように構成されることができる。立方体が参照されるが、切開オブジェクトは、例えば、錐体、円錐、球形、菱形、または四面体等の任意の形状を有することができる。フェーズドアレイに結合される回路は、複数のオブジェクトのそれぞれを画定するために、切開オブジェクトの画定された表面に沿ってパルスを指向するようにソフトウェアを伴って構成されることができる。
【０２８６】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、本明細書に説明されるようなＨＩＦＵトランスデューサを備えてもよい。ＨＩＦＵトランスデューサは、当業者に公知である任意のＨＩＦＵトランスデューサを備えてもよい。
【０２８７】
図３５は、１次元ＨＩＦＵシステムの実施形態の概略図を示す。本システムは、支持および移動制御のためにジンバルに結合される、ＨＩＦＵトランスデューサアレイ、例えば、フェーズドアレイを備えてもよい。ＨＩＦＵアレイは、例えば、ジンバルの端部に搭載されてもよい。ジンバルは、点走査のための３自由度を提供してもよい。ジンバルおよびフェーズドアレイは、第１の方向にＨＩＦＵエネルギービームをパターン化するよう、ジンバル、したがって、フェーズドアレイおよびＨＩＦＵエネルギーの移動を制御する、プロセッサ（図示せず）に結合されてもよい。代替として、または組み合わせて、フェーズドアレイは、第１の方向を横断する、またはそれとある角度を成す第２の方向にＨＩＦＵエネルギービームを操向してもよい。したがって、ＨＩＦＵエネルギービームは、１または２次元で発生する、本明細書に説明される治療パターンのうちのいずれかを使用して、治療のためにパターン化されてもよい。ＨＩＦＵアレイは、本明細書に説明されるように、リアルタイムで治療の前、間、または後に眼を撮像するよう、撮像システム、例えば、ＯＣＴ光ファイバに結合されてもよい。
【０２８８】
代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵアレイまたはジンバルは、治療中にｘ、ｙ、またはｘおよびｙの両方にトランスデューサを移動させ得る、ｘ−ｙ電動平行移動ステージに搭載されてもよい。ｘ−ｙ電動平行移動ステージは、本明細書に説明されるようにコンピュータまたはプロセッサによって制御されてもよい。
【０２８９】
代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵシステムのフェーズドアレイはさらに、組織内の深度において治療（例えば、ｚで治療）を提供するように構成されてもよい。代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵトランスデューサもしくはジンバルは、変動する深度において組織を治療するために、ｘ−ｙ−ｚ平行移動ステージ上に搭載されてもよい。ｘ−ｙ−ｚ平行移動ステージは、最大で３−Ｄ走査を可能にするように、コンピュータまたはプロセッサ制御下にあってもよい。代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵトランスデューサは、組織の３−Ｄ体積走査を可能にする２−Ｄフェーズドアレイであってもよい。
【０２９０】
図３６は、本明細書に説明される治療方法のうちのいずれかに使用され得る、ＨＩＦＵ治療システムの実施形態を示す。本システムは、ＨＩＦＵトランスデューサアレイから眼の上または内側の１つもしくはそれを上回る場所にＨＩＦＵエネルギーを指向して走査する、ＨＩＦＵスキャナを備えてもよい。ＨＩＦＵスキャナは、本明細書に説明されるように患者インターフェースまたは患者結合構造に結合されてもよい。ＨＩＦＵスキャナはさらに、本明細書に説明されるように、撮像システム、例えば、ＯＣＴまたはＵＢＭに結合されてもよい。撮像システムは、本明細書に説明されるように、治療の前、間、または後に、眼の１つもしくはそれを上回る画像を捕捉するために使用されてもよい。プロセッサまたはコントローラは、ＨＩＦＵアレイおよび撮像システムに結合され、複数の場所へのＨＩＦＵビームを走査し、治療中に組織を撮像する命令を伴って構成されてもよい。本システムはまた、治療に先立って、治療の前、または後に、ユーザが組織を可視化することを可能にする、プロセッサに結合されるディスプレイを備えてもよい。ディスプレイは、ユーザが治療される組織を見て治療を計画することを可能にする、画像を示してもよい。ディスプレイ上に示される画像は、リアルタイムで提供されてもよく、ユーザが組織を整合させること、および／または標的にする治療ゾーンを選択することを可能にするために、治療に先立って使用されることができる。識別された標的治療ゾーンは、ディスプレイ上に示される画像に応答して、治療深度、場所、およびパターンをプログラムするように、ユーザによって入力されてもよい。撮像は、有益な治療効果を検出するために、治療中に眼構造の動きを可視化するように使用されることができる。プロセッサは、超音波の第１の波長を用いて眼を治療する、および第１の波長よりも長い第２の波長を用いて眼を撮像する命令を伴って構成されることができる。プロセッサは、代替として、または組み合わせて、ＨＩＦＵを用いて眼を治療する、および組み込み撮像装置、例えば、ＯＣＴプローブを用いて眼を撮像する命令を伴って構成されてもよい。アレイに結合されるプロセッサは、アレイから両方の超音波波長を提供する命令を伴って構成されることができる。撮像装置は、リアルタイムで、付加的組織フィードバックデータ、例えば、温度または弾性を提供してもよい。本明細書に説明されるようなシステムは、眼の標的治療領域を整合させる、または位置合わせするために、眼のリアルタイム画像を生成するために、当業者に公知であるような眼球追跡装置を備えてもよい。治療前画像が、測定され、眼の場所および配向を追跡するために治療中に取得されるリアルタイム画像と位置合わせされることができる。
【０２９１】
トランスデューサアレイおよびプロセッサは、距離によって分離される複数の別個の治療領域に複数のパルスを提供するように構成されてもよい。複数の別個の治療領域のそれぞれのデューティサイクルは、トランスデューサアレイのデューティサイクル未満のデューティサイクルを備えてもよい。複数の別個の領域は、第１の複数のパルスを受容する第１の治療領域と、第２の複数のパルスを受容する第２の治療領域とを備えてもよく、治療は、第１の領域および第２の領域の治療時間を短縮するために、第１の領域への第１の複数のパルスと第２の領域への第２の複数のパルスとを交互に繰り返し、トランスデューサアレイのデューティサイクルに対して複数の治療領域のそれぞれのデューティサイクルを減少させる。
【０２９２】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、同時に、撮像誘導、組織の定量的特性評価（例えば、弾性等の機械的性質を測定する）を提供し、治療タスクを行ってもよい。
【０２９３】
図３７は、治療を標的治療ゾーン（本明細書では標的治療領域とも称される）に指向する際に使用するためのディスプレイの概略図を示す。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、画像誘導様式で治療前計画および／または組織の治療を可能にしてもよい。治療場所およびパターンは、例えば、ディスプレイ上に示される画像に応答して、ユーザによって入力されてもよい。画像は、術前に、または治療に先立って、もしくは治療中にリアルタイムで取得されてもよい。標的治療ゾーンは、表示される画像に応答して、ユーザまたはオペレータによって選択されてもよい。ユーザは、標的治療ゾーンへのＨＩＦＵビームを走査する命令をプロセッサに提供するように所望の治療ゾーンを入力してもよい。ユーザは、例えば、表示された画像上で直接、標的ゾーンを選択するためにタッチスクリーンを使用して、または標的ゾーンにおいてカーソルを指し示すためにジョイスティックもしくはマウスを使用することによって、所望の治療ゾーンを入力してもよい。例えば、ＨＩＦＵシステムは、眼の中の飛蚊症を標的にするために使用されてもよい。眼のリアルタイム画像が、獲得され、ユーザ（例えば、医師）が視認するために表示されてもよい。飛蚊症は、ユーザによって識別され、タッチスクリーンを使用して選択されてもよい。プロセッサは、次いで、ＨＩＦＵビームを走査するＨＩＦＵスキャナを、飛蚊症を備える標的治療ゾーンに指向してもよい。飛蚊症は、本明細書に説明されるように粉砕または液化されてもよい。飛蚊症の治療が本例示的実施形態で使用されるが、ユーザは、表示される画像および所望の治療に応答して、本明細書に説明される治療ゾーンまたは領域のうちのいずれかを入力し得ることが当業者によって理解されるであろう。
【０２９４】
画像誘導ＨＩＦＵキャビテーションは、例えば、組織の脱神経を支援して、例えば、疼痛を軽減するように、パターン化されてもよい。硝子体血管新生と関連付けられる１つまたはそれを上回る神経もしくはその近傍における治療は、硝子体硬直性を低減させ得る、および／または神経痛が低減されるように神経を弱め得る、もしくは退行させ得る。炎症、癌性病変、および他の局部的病理の部位もまた、本明細書に説明される画像誘導ＨＩＦＵシステムおよび方法を使用して、標的にされてもよい。
【０２９５】
プロセッサは、超音波パルスを用いた治療に先立って、眼の画像上で複数の標的組織領域を画定するようにユーザ入力を受信する命令を伴って構成されてもよい。プロセッサは、治療に先立って画定される複数の標的組織領域を治療中に獲得される眼のリアルタイム画像と位置合わせする、および眼のリアルタイム画像と位置合わせして眼の標的組織領域を示す命令を伴って構成されてもよい。撮像システムは、超音波トランスデューサアレイと整合されてもよい。プロセッサは、眼の動きに応答した眼の画像との眼のリアルタイム画像の位置合わせに応答して、複数のパルスを複数の治療領域に指向する命令を備えてもよい。プロセッサは、眼の光学的に不透明な領域を通して複数の場所への超音波ビームを走査するように構成されてもよく、領域は、眼の虹彩、強膜、または縁郭のうちの１つもしくはそれを上回るものを備える。撮像システムは、超音波撮像システムを備えてもよく、複数の治療領域は、ディスプレイ上で可視であり、眼の光学的に不透明な領域を通して超音波撮像システムを用いて撮像されてもよい。標的組織領域は、随意に、透明組織を備えてもよい。
【０２９６】
プロセッサは、複数の場所への超音波ビームを走査するように構成されてもよい。トランスデューサアレイは、複数の場所への超音波ビームを走査するように構成されるフェーズドアレイを備えてもよい。本システムは、随意に、複数の場所への超音波ビームを走査するように超音波アレイに結合される、アクチュエータをさらに備えてもよい。
【０２９７】
プロセッサおよびトランスデューサアレイは、眼の中で３次元パターンにおいて複数の場所にビームを集束するように構成されてもよい。トランスデューサアレイは、超音波ビームに沿って伝搬軸に沿った複数の異なる場所および／または超音波ビームを横断する複数の異なる場所にビームを集束し、３次元治療領域を画定するように構成されてもよい。
【０２９８】
プロセッサは、複数のパルスを備えるＨＩＦＵビームを生成する命令を伴って構成されてもよい。複数のパルスはそれぞれ、少なくとも１つの音響サイクルを備えてもよい。複数のパルスのうちの各パルスは、約５パーセント（％）以下のデューティサイクルを標的組織領域に提供するために、約１マイクロ秒〜約１，０００マイクロ秒の範囲内の時間によって、複数のパルスのうちの後続のパルスから分離されてもよい。複数のパルスは、眼の屈折異常を治療するように配列されてもよく、屈折異常は、近眼、遠眼、乱視、収差補正、または波面収差補正のうちの１つもしくはそれを上回るものを備える。
【０２９９】
本システムは、例えば、フェーズドアレイトランスデューサ、１次元フェーズドアレイトランスデューサ、２次元フェーズドアレイトランスデューサ、平行移動ステージ、Ｘ−Ｙ平行移動ステージ、アクチュエータ、検流計、およびジンバルを備えてもよい。
【０３００】
治療されたパターンは、治療後約１週間〜治療後約１ヶ月の範囲内の治療後の時間周期にわたって眼で視認する患者に光学的に可視的なアーチファクトを生成し得ない。
【０３０１】
アレイおよびプロセッサは、実質的に可視気泡形成を伴わずに組織を切除するように構成されてもよい。可視気泡の量は、治療体積の５％以下を備えてもよい。可視気泡の量は、切除組織治療体積の１％以下を備えてもよい。可視気泡の量は、切除組織治療体積の０．１％以下を備えてもよい。
【０３０２】
図３８は、標的治療場所を判定するための方法を示す。本方法は、本明細書に説明されるシステムのうちの１つまたはそれを上回るものを使用してもよい。第１のステップでは、治療が選択されてもよい。治療は、本明細書に説明される病理のうちのいずれかに向けて指向されてもよい。第２のステップでは、眼の画像が撮影され、本明細書に説明されるようにユーザに表示されてもよい。第３のステップでは、ＨＩＦＵの治療座標が、画像座標と整合または位置合わせされてもよい。第４のステップでは、治療領域またはゾーンが、ディスプレイ上に示される画像上にユーザによって入力されてもよい。第５のステップでは、治療領域が、ディスプレイ上に示される画像上に表示されてもよい。第６のステップでは、ＨＩＦＵ治療が、画像上に表示される治療領域に指向されてもよい。第７のステップでは、治療が、治療領域においてリアルタイムで視認されてもよい。第８のステップでは、前のステップが、付加的治療領域またはゾーンのために繰り返されてもよい。
【０３０３】
上記のステップは、眼の画像を獲得し、ユーザによって選択される治療領域において組織を治療する方法を示すが、当業者は、本明細書に説明される教示に基づいて、多くの変形例を認識するであろう。ステップは、異なる順序で完了されてもよい。ステップは、追加または削除されてもよい。ステップのうちのいくつかは、サブステップを備えてもよい。ステップの多くは、所望に応じて組織を治療するために必要な限り頻繁に繰り返されてもよい。
【０３０４】
図３９Ａおよび３９Ｂは、治療パルス場所における経時的なＨＩＦＵパルシングの効果の概略図を示す。非熱的キャビテーションは、一時的であり、可逆的であり、および／または気泡形成を伴わなくてもよい。治療パルス場所へのＨＩＦＵエネルギーパルスの送達中に、キャビテーションまたはマイクロキャビテーションが起こってもよい。ＨＩＦＵエネルギーの停止は、気泡が治療場所において形成しないように、前もって誘発されたキャビテーションの退行につながり得る。気泡形成を伴わないキャビテーションは、組織の混濁を伴わずに組織軟化につながり得る（例えば、組織が実質的に透明のままであり得る）。
【０３０５】
ＨＩＦＵパルスは、可逆的（非恒久）キャビテーションを生成するように、約−１ＭＰａ〜約−８０ＭＰａの範囲内のピーク陰圧（またはピーク負音圧）を備えてもよい。例えば、ＨＩＦＵパルスは、約−１ＭＰａ〜約−５ＭＰａ、約−５ＭＰａ〜約−１０ＭＰａ、約−１０ＭＰａ〜約−３０ＭＰａ、約−３０ＭＰａ〜約−８０ＭＰａの範囲内、またはその間の任意の２つの数の間の範囲内のピーク負音圧を有してもよい。
【０３０６】
図３９Ａは、経時的な治療パルス場所におけるマイクロキャビテーションまたはキャビテーションの形成および散逸を示す。時間ｔ０では、治療パルス場所（本明細書では焦点とも称される）にマイクロキャビテーションがなくてもよい。時間ｔ０とｔ１との間では、集束ＨＩＦＵエネルギーが、治療パルス場所においてマイクロキャビテーションを生成するようパルス状にされてもよい。時間ｔ１では、ＨＩＦＵエネルギーパルスは、マイクロキャビテーションを備える治療場所を残して、終了してもよい。時間ｔ１とｔ２との間では、治療パルス場所に指向されるＨＩＦＵエネルギーがない一方で、マイクロキャビテーションは、時間ｔ２で示されるように部分的または完全に逆転されるまで、散逸または消滅してもよい。
【０３０７】
図３９Ｂは、経時的なＨＩＦＵパルシングの例示的概略図を示す。治療パルスは、いくつかのサイクルまたは音響発振を備えてもよく、パルスは、本明細書に説明されるように所望のデューティサイクルにおいて繰り返されてもよい。パルスは、例えば、３サイクルまたは発振のために「オン」（もしくはＨＩＦＵエネルギーをパルス状にする）であり、次いで、３サイクルのためにオンに戻る前に、７サイクルまたは発振のために「オフ」（ＨＩＦＵエネルギーをパルス状にしない）であってもよい。パルスの周波数は、したがって、３サイクルの「オン」、次のパルスの前の７サイクルの「オフ」である、１０サイクルであってもよい。本パターンは、治療のデューティサイクルが３０％である（すなわち、各パルスが発射パルスの合間の時間の３０％で「オン」である）ように、治療の持続時間にわたって繰り返されてもよい。キャビテーションを非熱的に誘発するために使用されるデューティサイクルは、本実施例よりもはるかに低くあり得る。デューティサイクル、パルス発振率、およびパルスあたりの「オン」のサイクルの数は、本明細書に説明されるように所望の組織効果を達成するために、当業者に公知であるように変動されてもよい。
【０３０８】
パルスあたりのサイクルまたは音響発振の数は、１、２、４、６、８、１０、２０、４０、６０、８０、または１００サイクルであってもよい。サイクルの数は、本明細書に説明される任意の２つの値によって画定される範囲内、例えば、約１〜約１０サイクルまたは約１〜約５０サイクルであってもよい。音響サイクルの数は、例えば、約１〜約１００サイクル、約２〜約５０サイクル、約３〜約２５サイクル、または約４〜約１２サイクルであってもよい。
【０３０９】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、水晶体の生体内弾性を測定または監視するために使用されてもよい。ＨＩＦＵシステムは、エラストグラフィを行うことが可能な撮像システム、例えば、ＵＳエラストグラフィ、ＯＣＴエラストグラフィ、ＯＣＥ、または任意の他のエラストグラフィ撮像システムを備えてもよい。撮像システムは、治療中に、組織、例えば、水晶体の弾性を測定し、組織を軟化または液化するために、治療に先立って、治療の間、もしくは後に使用されてもよい。エラストグラフィは、例えば、標的弾性に達するために、組織に送達されるＨＩＦＵエネルギーの量を漸増する、および／または組織内の治療領域を判定する治療決定を知らせるように使用されてもよい。例えば、眼の水晶体が、調節を向上させ、老眼を治療するために、標的弾性率に達するように軟化または液化されてもよい。老眼を伴う４０歳の眼の水晶体の弾性率は、例えば、５０ｋＰａ未満（例えば、約１０ｋＰａ〜約５０ｋＰａ、または約３ｋＰａ未満）の標的弾性率を有してもよい。
【０３１０】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムおよび方法は、本明細書に説明されるように、組織の実質的な混濁を誘発すること、または透明性を低減させることなく、少なくとも約５％だけ組織の弾性率を減少させるために使用されてもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムおよび方法は、約１％〜約５０％の範囲内の量だけ組織の弾性率を減少させ得る。組織の弾性率の減少は、治療後少なくとも約１週間、例えば、治療後約１ヶ月、または治療後約６ヶ月にわたって安定したままであってもよい。組織の弾性率の変化は、当業者に公知であるように測定されてもよい。例えば、ＯＣＴ、ＯＣＥ、ＵＳ相互相関関数、飛行時間ＵＳ測定（音速が組織の液化に依存し、弾性値に数学的に変換され得る）、ブリルアンエラストグラフィ、または当業者に公知である技法の任意の組み合わせである。
【０３１１】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムおよび方法は、組織が不透明にならず、光学的に透明のままであるように、組織を治療してもよい。組織は、組織が不透明にならず、光学的に透明のままであるように、非熱的モード、熱的モード、またはそれらの組み合わせで、ＨＩＦＵシステムを用いて治療されてもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムおよび方法は、シャインプルーフ測光法によって（例えば、シャインプルーフカメラを用いて）測定されるような光散乱の変化が、約５％以下、例えば、約１％以下の範囲内であり得るように、組織を治療するために使用されてもよい。光散乱の変化は、例えば、約０．１％〜約１％、例えば、約０．２％〜約１％、または約０．３％〜約１％の範囲内であってもよい。光散乱の変化は、約０．４％〜約１％、０．５％〜約１％、または０．６％〜約１％の範囲内であってもよい。光散乱の変化は、約０．０７％〜約１％、約０．０８％〜約１％、または約０．０９％〜約１％の範囲内であってもよい。光散乱の変化は、約０．０１％〜約０．０９％、約０．０１％〜約０．０８％、または約０．０１％〜約０．０７％の範囲内であってもよい。光散乱の変化は、約０．０１％〜約０．０６％、約０．０１％〜約０．０５％、または約０．０１％〜約０．０４％の範囲内であってもよい。光散乱の変化は、約０．０１％〜約０．０３％、例えば、約０．０１％〜約０．０２％の範囲内であってもよい。光散乱の変化は、約０．０２％〜約０．０８％の範囲内、例えば、約０．０３％〜約０．０７％、約０．０４％〜約０．０６％、または約０．０５％であってもよい。
【０３１２】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムおよび方法は、組織が不透明にならず、光学的に透明のままであるように、組織を治療してもよい。組織は、組織が不透明にならず、光学的に透明のままであるように、非熱的モード、熱的モード、またはそれらの組み合わせで、ＨＩＦＵシステムを用いて治療されてもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムおよび方法は、治療された組織の屈折率の変化が、約０．０１〜約０．０５の範囲内、約０．０２〜約０．０４、または約０．０３であるように、組織を治療するために使用されてもよい。光散乱は、例えば、約０．０１〜約０．０４、例えば、約０．０１〜約０．０３、または約０．０１〜約０．０２の範囲内であってもよい。光散乱は、例えば、約０．０２〜約０．０５、例えば、約０．０２〜約０．０４、または約０．０２〜約０．０３の範囲内であってもよい。
【０３１３】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムおよび方法は、約５％〜約２５％の範囲内、例えば、約１０％〜約２０％、または約１５％の安定性で組織を治療してもよい。組織安定性は、約１０％〜約２５％または約１５％〜約２０％の範囲内であってもよい。組織安定性は、約１５％〜約２５％または約２０％〜約２５％の範囲内であってもよい。組織安定性は、約５％〜約２０％、例えば、約５％〜約１５％、または約５％〜約１０％の範囲内であってもよい。組織安定性は、約１０％〜約１５％の範囲内であってもよい。
【０３１４】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、眼への薬物送達を増進するために使用されてもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、着目組織への標的薬物送達および／または薬物放出を促進してもよい。薬物送達および／または薬物放出は、画像誘導されてもよい。着目組織は、薬物送達および／または薬物放出に関する治療決定を監視する、ならびに／もしくは知らせるように、ＨＩＦＵ治療の前、間、および／または後に撮像されてもよい。ＨＩＦＵシステムは、組織の多孔性を増進し、治療された組織面積への薬物送達を向上させるために、本明細書に説明される組織のうちのいずれかを軟化または微小穿孔するように機械的モードで動作されてもよい。薬物送達を増進させる組織軟化は、単独で、または本明細書に説明される組織を治療するための方法のうちのいずれかと組み合わせて行われてもよい。着目組織の治療は、組織が薬物堆積部位（例えば、眼内／硝子体内注入または全身送達後の動脈）から標的薬物治療部位まで軟化されるように、パターン化されてもよい。
【０３１５】
例えば、硝子体のキャビテーション切断または透過化は、硝子体を通した薬物の拡散率を増加させることによって、網膜への薬物透過を増進し得る。硝子体の平均細孔径は、約６ｎｍであり、したがって、約７ｎｍまたはそれ未満のナノ粒子もしくは薬物が、典型的には、硝子体を通って自由に拡散する一方で、より大きい薬物は、減少した拡散率を有する。したがって、硝子体は、眼への治療薬の局所および全身送達を妨げ得る。硝子体のキャビテーションは、硝子体の細孔径を増加させ、薬物拡散および送達を増進し得る。代替として、または組み合わせて、キャビテーションは、薬物堆積部位の周囲の硝子体の局所環境を乱し、標的薬物治療部位に向かって薬物を押動する、マイクロジェットを引き起こし得る。代替として、または組み合わせて、キャビテーションは、細胞膜または組織の完全性を過渡的に損ない、薬物の取り込みおよび移動度を増進し得る、流体速度、剪断力、および衝撃波を組織内で誘発し得る。
【０３１６】
代替として、または組み合わせて、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、当業者に公知であるような治療音響流技法を使用して、網膜の中へ薬物を能動的に駆動するために使用されてもよい。音響流は、薬物を一方向に駆動し得る、放射力を及ぼし得る。放射力は、二次流体流を生成し、硝子体内で粒子または薬物の明白な拡散を増進するように、硝子体の成分（例えば、コラーゲンおよび／またはプロテオグリカン）を振動させ得る。音響流は、眼内の薬物堆積部位から標的薬物治療部位まで薬物を駆動するよう、パターン化されてもよい。
【０３１７】
代替として、または組み合わせて、薬物は、担体に共役またはカプセル化されてもよい。担体は、周辺組織と比較して薬物のインピーダンスコントラストを増加させ、標的薬物治療部位への薬物の能動送達を増進する役割を果たしてもよい。代替として、または組み合わせて、担体は、薬物が組織を通して選択的に駆動されることができるように、特定の超音波波長に敏感であり得る。例えば、担体は、組織を通して担体・薬物複合体を駆動し得る超音波エネルギーを受容することに適した状態のままにしながら、それが薬物を含有することを可能にする特定のサイズおよび／または構造を備えてもよい。担体は、例えば、リポソームまたは他のナノ粒子であってもよく、変化させられてもよい、もしくは不変であり得る。担体は、超音波によってアクティブ化されて給電されることができる知的担体、例えば、超音波処理されたときに組織を通ってのみ進行する、マイクロまたはナノサイズの「スイマ」もしくはモータであってよい。そのようなナノスケールモータは、決定論的に移動し、超音波（例えば、ＨＩＦＵ）を使用して、標的薬物治療部位に指向されてもよい。ある事例では、薬物自体は、担体が標的治療部位への薬物の超音波媒介送達のために必要とされないように、超音波に敏感であり得る。
【０３１８】
代替として、または組み合わせて、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、標的薬物治療部位における薬物の制御放出に使用されてもよい。薬物は、本明細書に説明されるように担体にカプセル化されてもよい。担体、例えば、マイクロカプセルは、ＨＩＦＵキャビテーション治療が超音波処理点において薬物の放出を誘起し、したがって、薬物送達の時間的ならびに空間的制御を可能にするように、圧力および／または温度感受性であり得る。
【０３１９】
担体は、不活性ガスの気泡、例えば、アルゴンもしくは当業者に公知である他の不活性ガス、または金、酸化アルミニウム、カーボンナノチューブ、もしくは当業者に公知である他のナノ粒子等の不活性硬質または固体ナノ粒子を含んでもよい。担体は、リポソーム、ポリマー（例えば、ポリエチエレングリコール）、他の一般的薬物共役複合体またはナノ粒子を含んでもよい。
【０３２０】
代替として、または組み合わせて、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、自己集合治療分子を標的薬物治療部位に送達するために使用されてもよい。小型薬物粒子が、本明細書に説明される方法のうちのいずれかを使用して、標的薬物治療部位に送達されてもよい。小粒子は、例えば、組織を通して容易に拡散されてもよい、または組織を通して受動的に（例えば、組織を軟化することによって）もしくは能動的に駆動されてもよい。標的薬物治療部位では、粒子は、標的薬物治療部位から離れた拡散を弱めることによって組織中の薬物滞留時間を増進し得る、より大型の粒子への粒子の自己集合を誘発するように、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムを使用して扱われてもよい。
【０３２１】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、例えば、白内障、緑内障、網膜色素変性症、加齢性黄斑変性症、および光受容体のジストロフィーと関連付けられる疾患を含む、眼疾患の遺伝子治療のためのナノ粒子を送達するために使用されてもよい。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、当業者に公知であるような任意の眼疾患の治療に使用されてもよい。
【０３２２】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、例えば、硝子体の血管新生部位を治療するために使用されてもよい。硝子体内の異常な血管形成は、神経支配ならびに疼痛、炎症、および／または硝子体損傷と関連付けられ得る。本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、例えば、ＨＩＦＵキャビテーション治療をパターン化して、損傷した血管からの出血を止めるために使用されてもよい。代替として、または組み合わせて、微小気泡が、血管を破裂させて硝子体の血管新生を低減させるために、血流の中に注入され、着目微小血管の中で標的にされてもよい。代替として、または組み合わせて、本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムは、本明細書に説明されるように、血管新生部位への抗血管新生薬送達を標的にするために使用されてもよい。抗血管新生薬は、例えば、異常血管新生の場所におけるＨＩＦＵ刺激によって局所的に放出され、それによって、血管形成を消散することができるように、カプセル化されてもよい。
【０３２３】
超音波ビーム幾何学形状、超音波周波数、超音波処理時間、超音波処理力、薬物または粒径、粒子形状、粒子剛性または硬度、もしくは同等物のうちの１つまたはそれを上回るものを含む、多くのパラメータが、所望の薬物送達または治療転帰を達成するように当業者によって変調されてもよい。
【０３２４】
本明細書に説明されるＨＩＦＵシステムおよび方法は、眼の１つまたはそれを上回る臨床病理を治療するために使用され得ることが、当業者によって理解されるであろう。例えば、治療パターンは、老眼および緑内障の両方を治療するよう選定されてもよい。本明細書に説明される治療パターンのうちのいずれかは、所望の治療結果を達成するように、任意の数の他の治療パターンと組み合わせられてもよい。
【０３２５】
実験
【０３２６】
表３は、本発明者らがブタの眼の中の種々の場所において眼内で非熱的キャビテーションを誘発するために使用した、種々のＨＩＦＵ治療パラメータを説明する。本明細書に開示される方法およびシステムを使用して治療された場所は、角膜表面、強膜、水晶体、水晶体の側面（水晶体赤道）、硝子体液、および前房空間を含んだ。ＨＩＦＵ周波数が１．５ＭＨｚで維持されたが、パルス率周波数（ＰＲＦ）、サイクルの数、電圧、および治療時間は、変動された。キャビテーションが、非熱的に誘発された。１，０００ＨｚのＰＲＦが、実験１−７および１０−１８を含む、実験の大部分で使用された。キャビテーションは、実験１９−２２のように、ＰＲＦが１０Ｈｚまで低下されたときでさえも誘発されることができた。
【０３２７】
【表３】
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【０３２８】
図２５は、表３に提示されるデータを生成するために利用された実験装置を示す。実験１−２２を行うために使用されたＨＩＦＵシステム（例えば、セラノスティック超音波システム）は、同軸超音波撮像装置が配置された中心チャネルを伴うＨＩＦＵトランスデューサアレイを備えた。ＨＩＦＵトランスデューサは、実験毎に説明される治療面積に焦点を合わせるように配列された。撮像装置は、キャビテーションについてＨＩＦＵ治療を監視するために使用された。各実験用の眼は、冷蔵して保たれ、温度変化が監視された。本システムはさらに、増幅器と、撮像エンジンと、ＯＣＴ撮像プローブと、位置付け要素とを備えた。
【０３２９】
実験１−２２を行うために使用されたＨＩＦＵトランスデューサアレイは、Ｓｏｎｉｃ  Ｃｏｎｃｅｐｔｓ，  Ｉｎｃ．製の集束アレイであった。当業者に公知である任意のＨＩＦＵトランスデューサアレイが使用され得ることが明白であろう。実験１−２２を行うために使用された超音波撮像装置は、Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｘ製であった。任意の撮像装置（超音波、ＯＣＴ、ＭＲ、または本明細書に説明されるようなその他）が使用され得ることが明白であろう。ＨＩＦＵトランスデューサおよび撮像装置の任意の組み合わせが使用され得ることが、当業者に明白であろう。
【０３３０】
図２６は、表３に説明される治療部位の場所を示す。ＨＩＦＵシステムは、実験毎に表３に説明されるような図中で識別される治療部位のうちの１つに焦点を合わせられた。実験１−３は、角膜に焦点を合わせた。実験４−６および２２は、強膜に焦点を合わせた。実験７−９が、瞳孔を通して水晶体に焦点を合わせた一方で、実験１０−１２は、虹彩を通して水晶体の側面に焦点を合わせた。実験１３−１５は、強膜を通して水晶体に焦点を合わせた。実験１６−２１は、角膜を通して前房に焦点を合わせた。
【０３３１】
図２７は、実験１の結果を示す。表３に説明されるＨＩＦＵパラメータを使用して、非熱的キャビテーションが、角膜浸食の中心領域内で直径約２ｍｍの中心角膜穿刺を生成するように角膜表面内で誘発され、したがって、非熱的様式で組織を浸食する本明細書に開示される方法およびシステムの能力を実証した。そのような浸食は、治療用途、例えば、水晶体乳化または腫瘍もしくは感染病巣の浸食のための白内障切開の作成を有し得る。
【０３３２】
図２８Ａ−２８Ｃは、実験１０の結果を示す。表３に説明されるＨＩＦＵパラメータを使用して、非熱的キャビテーションが、経角膜および経虹彩的に送達されたＨＩＦＵを使用して、水晶体の側面内で誘発された。図２８Ａは、ＨＩＦＵ治療の効果を監視するために使用された、超音波撮像システムによって撮影された超音波画像を示す。トランスデューサは、眼の上方に位置し、ＨＩＦＵエネルギービームは、ビームが角膜を通して水晶体の側面に向かって指向されるように、下方の眼に集束された。ＨＩＦＵエネルギービーム誘発アーチファクトは、低デューティサイクルＨＩＦＵによる場摂動に起因して、高速超音波撮像システム（例えば、５０〜１００Ｈｚ、例えば、６０Ｈｚのフレームレートを伴うＵＢＭシステム）を使用するときに、示されるようにディスプレイ上で可視であり得る。図２８Ｂは、キャビテーションが発生し始めた後のＨＩＦＵ中の眼の超音波画像を示す。図２８Ｃは、キャビテーションがさらに蓄積したときのＨＩＦＵ治療中の以降の眼の超音波画像を示す。
【０３３３】
そのような治療は、例えば、遠隔無切開水晶体乳化、水晶体嚢温存局所大量または勾配水晶体軟化、および老眼に対する白内障液化、または生体内ＵＳエラストグラフィもしくはＯＣＥ水晶体刺激技法に使用されてもよい。
【０３３４】
図２９Ａ−２９Ｄは、実験１４の結果を示す。表３に説明されるＨＩＦＵパラメータを使用して、非熱的キャビテーションが、硝子体液中で誘発された。図２９Ａは、ＨＩＦＵ治療の効果を監視するために使用された、超音波撮像システムによって撮影された超音波画像を示す。トランスデューサは、眼の上方に位置し、ＨＩＦＵエネルギービームは、ビームが角膜を通して水晶体に向かって指向されるように、下方の眼に集束された。図２９Ｂは、キャビテーションの生成に先立ったＨＩＦＵ治療中の眼の超音波画像を示す。図２９Ｃは、キャビテーションが発生し始めた後のＨＩＦＵ中の眼の超音波画像を示す。図２９Ｄは、キャビテーションがさらに蓄積したときのＨＩＦＵ治療中の以降の眼の超音波画像を示す。
【０３３５】
ＨＩＦＵを使用する硝子体の治療は、組織を液化する、勾配もしくは大量軟化を引き起こす、または強膜の近位にある近位をより柔軟にして老眼治療を支援するために、使用されてもよい。加えて、硝子体液中のキャビテーションは、後部硝子体網膜剥離の場合のように、または飛蚊症の粉砕のために、硝子体を剥離するように誘発されてもよい。
【０３３６】
図３０Ａ−３０Ｄは、実験１６の結果を示す。表３に説明されるＨＩＦＵパラメータを使用して、非熱的キャビテーションが、前房内で誘発された。図３０Ａは、ＨＩＦＵ治療の効果を監視するために使用された、超音波撮像システムによって撮影された超音波画像を示す。トランスデューサは、眼の上方に位置し、ＨＩＦＵエネルギービームは、ビームが角膜を通して前房に向かって指向されるように、下方の眼に集束された。図３０Ｂは、キャビテーションの生成に先立ったＨＩＦＵ治療中の眼の超音波画像を示す。図３０Ｃは、キャビテーションが発生し始めた後のＨＩＦＵ中の眼の超音波画像を示す。図３０Ｄは、キャビテーションがさらに蓄積したときのＨＩＦＵ治療中の以降の眼の超音波画像を示す。
【０３３７】
そのような治療は、一実施例では、嚢切開に使用されてもよい。
【０３３８】
図３１Ａ−３１Ｄは、実験１９の結果を示す。図３０のように、ＨＩＦＵは、前房内で非熱的キャビテーションを誘発することができた。しかしながら、ＰＲＦおよびサイクル数パラメータは、より低いＰＲＦにもかかわらず、治療が依然としてキャビテーションを誘発することができるように変動された。図３１Ａは、ＨＩＦＵ治療の効果を監視するために使用された、超音波撮像システムによって撮影された超音波画像を示す。トランスデューサは、眼の上方に位置し、ＨＩＦＵエネルギービームは、ビームが角膜を通して前房に向かって指向されるように、下方の眼に集束された。図３１Ｂは、キャビテーションの生成に先立ったＨＩＦＵ治療中の眼の超音波画像を示す。図３１Ｃは、キャビテーションがちょうど発生し始めた後のＨＩＦＵ中の眼の超音波画像を示す。図３１Ｄは、キャビテーションがさらに蓄積したときのＨＩＦＵ治療中の以降の眼の超音波画像を示す。
【０３３９】
図３２Ａ１は、水晶体において治療された眼を示す。図３２Ａ２は、治療後の角膜を照射する図３２Ａ１に示される線に沿って得られたＯＣＴ断面スライスを示す。非熱的ＨＩＦＵ治療による水晶体の部分液化にもかかわらず、角膜コラーゲンおよび上皮の完全性が維持された。図３２Ｂ１は、水晶体において治療された別の眼を示す。図３２Ｂ２は、水晶体を照射する、図３２Ｂ１に示される線に沿って得られたＯＣＴ断面スライスを示す。角膜は、当業者によって理解されるであろうように、エイリアシングに起因して上下逆に見える。水晶体は、混濁を伴わずに部分的に液化されており、透明なままである。液化の程度は、非熱的ＨＩＦＵ分画の用量を制御することによって制御されてもよい。図３２Ｃ１は、水晶体において治療された別の眼を示す。図３２Ｃ２は、図３２Ｃ１に示される線に沿って得られたＯＣＴ断面を示す。角膜は、当業者によって理解されるであろうように、エイリアシングに起因して上下逆に見える。非熱的ＨＩＦＵ治療は、完全嚢下水晶体液化を誘発したが、角膜および上皮を温存した。図３２Ｄ１は、水晶体において治療された別の眼を示す。図３２Ｄ２は、図３２Ｄ１に示される線に沿って得られたＯＣＴ断面を示す。熱的ＨＩＦＵ治療が、例えば、約１０分の長期暴露により、治療中に水晶体の凝固を誘発することによって核性白内障を作成するために使用された。治療は、角膜および上皮を温存しながら、水晶体に到達することができた。
【０３４０】
図３３Ａ１は、角膜において治療された眼を示す。図３３Ａ２は、治療後の図３３Ａ１に示される線に沿って得られたＯＣＴ断面スライスを示す。非熱的ＨＩＦＵ治療は、一様な均一パターンと、治療ゾーンの境界を定める明確な治療縁とを伴って、上皮浸食を誘発した。治療は、角膜の混濁を誘発しなかった。図３３Ｂ１は、角膜において治療された別の眼を示す。図３３Ｂ２は、図３３Ｂ１に示される線に沿って得られたＯＣＴ断面スライスを示す。非熱的ＨＩＦＵ治療が、角膜の中心３ｍｍで構成された治療ゾーンを円滑に浸食するために使用された。治療は、角膜の混濁を誘発しなかった。治療は、治療縁を越えた治療ゾーンの外側の上皮またはコラーゲンを破壊しなかった。図３３Ｃ１は、角膜において治療されたさらに別の眼を示す。図３３Ｃ２は、図３３Ｃ１に示される線に沿って得られたＯＣＴ断面スライスを示す。非熱的ＨＩＦＵが、治療縁によって画定される治療ゾーン内で角膜を浸食または分画するために使用された。治療ゾーンの内側でより暗く見える面積は、液化されている。液化は、制御され、組織の離散面積に指向されてもよい。少なくとも１０％の体積液化比および全水晶体体積の２５％もの多くが、治療の時間に基づいて実現可能であり得る。液化された面積の全てが、図を解読することのさらなる明確性を提供するために識別されているわけではない。治療ゾーンを囲繞する組織の角膜および上皮が、治療から温存された。そのような治療は、例えば、老眼軟化および軽度白内障治療に利用されてもよい。１００μｍ幅における嚢切開が、リアルタイム撮像誘導を用いて実現可能であり得る。
【０３４１】
本明細書に説明されるようなプロセッサは、当業者に公知であろうような信号を処理する回路を備え、論理回路、中央プロセッサ、マイクロプロセッサ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルアレイ論理（ＰＡＬ）、ビデオディスプレイ回路、タッチスクリーンディスプレイ回路、タッチスクリーンディスプレイ、および当業者によって容易に理解されるであろうようなそれらの組み合わせを備えてもよい。
【０３４２】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され、説明されているが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが、当業者に明白であろう。多数の変形例、変更、および代用が、ここで、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替物が、本発明を実践する際に採用され得ることを理解されたい。以下の請求項は、本発明の範囲を定義し、これらの請求項およびそれらの均等物の範囲内の方法ならびに構造は、それによって網羅されることが意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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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１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３２Ｄ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３３Ｃ】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【国際調査報告】
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