(57)【要約】  薬物送達を増強するための非侵襲的方法としての遠方場連続治療用超音波の医療機器である。トランスデューサ（４）により生成された超音波エネルギは、患者処置のための超音波源としての遠方場領域へ水により伝達される。本発明は、慢性前立腺炎の抗生物質療法のために血液前立腺関門を開くように、又は、超音波乳化により引き起こされる脂質分泌障害のメカニズムをもとに強直性脊椎炎、リューマチ性関節炎及び慢性腎炎のような他の感染症を治療するように、３Ｗ／ｃｍ２以下の治療用強度範囲にて人体深部にキャビテーションを生成するためのものである。
2018508322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠方場連続治療用超音波の処置ヘッドであって、
耐水性圧電効果のトランスデューサと、
遠方場に連続治療用超音波を生成するように伝達媒体としての水で満たされたハウジングの中に設けられたステンレス鋼反射器であって、これにより薬物送達を増強するためのキャビテーションを患者の体内に生成するように超音波エネルギが導出されるものと、
前記処置ヘッドの上端に付けられたプラスチックフィルムと、
ハンドルの中で前記ハウジングの下端にて前記トランスデューサの作動時にハウジング内圧を低減するように導坑によって前記ハウジングに連結されたゴムバルーンとを備えた処置ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の遠方場連続治療用超音波の処置ヘッドにおいて、
超音波源は、内部トランスデューサの遠方場領域である処置ヘッド。
【請求項３】
請求項２記載の遠方場超音波であって、
前記伝達媒体は水である遠方場超音波。
【請求項４】
請求項１記載の遠方場連続治療用超音波の処置ヘッドにおいて、
薬物送達を増強するために導出される超音波の強度は、０．５〜３Ｗ／ｃｍ２である処置ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の遠方場連続治療用超音波の処置ヘッドにおいて、
薬物送達を増強するために導出される超音波の周波数は、０．５〜２．５ＭＨｚである処置ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非侵襲的超音波治療に関し、特に人体深部への薬物送達を増強するための遠方場連続治療用超音波の医療機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば慢性前立腺炎、強直性脊椎炎、リューマチ性関節炎、慢性腎炎及び歯髄炎のようないくつかの感染症は、薬物浸透性が低いため、治療が非常に困難である。
【０００３】
前記慢性前立腺炎の処置のためのキーポイントは、血液前立腺関門を開く方法を見出すことにある（非特許文献１、２参照）。
【０００４】
外傷の理学療法のため又は経皮的薬物送達の増強のために用いられる治療用超音波の強度は、通常０．１２５〜３．０Ｗ／ｃｍ２である（非特許文献３参照）。
【０００５】
動物に関する研究論文によれば、超音波キャビテーションが血液脳関門を開くことはできるが、パルスモードの超音波印加のゆえに、その閾値は非常に高く、或いはその閾値を引き下げるためにマイクロバブルが必要である（非特許文献４参照）。したがって、この方法が臨床診療に利用されることはなかった。
【０００６】
超音波印加モードが連続モードから、１０ｍｓ毎に１ｍｓのパルス長が印加されるパルスモードへ変化するにつれて、１ＭＨｚにおける水溶液中のキャビテーション閾値は０．３Ｗ／ｃｍ２から３３Ｗ／ｃｍ２へ変化する。生体外における研究論文によれば、連続治療用超音波はキャビテーションのメカニズムのもとに経皮的薬物送達を増強することができ、治療用強度範囲にてキャビテーションを生成できる最高周波数は２．５ＭＨｚである（非特許文献５参照）。
【０００７】
しかしながら、現状の治療用超音波の医療機器では、照射対象が近傍場に位置するので、臨床診療のための超音波増強が経皮的薬物送達に限定されている。近傍場領域では超音波ビームがほぼ平行線で進行するが、超音波ビームの不均一分布のゆえに、処置ヘッドの作動が、「ホットスポット」とも呼ばれる局所的に非常に高い圧力の領域を生成し得る。したがって、治療対象である組織の小領域に過大な加熱を招来し得て、患者への悪影響が生じる可能性が増大するので、患者処置のための実用機器の超音波強度は、特に連続治療用超音波にて３Ｗ／ｃｍ２よりもかなり低い。他方、遠方場領域では、超音波ビームが発散し、超音波強度が急激に減少する。したがって、近傍場治療用超音波装置では、人体深部における疾患の治療が困難である（非特許文献６参照）。
【０００８】
これとは対照的に、遠方場超音波は平行ビームの平面波とみなされ得て、超音波不均等性の更なる排除のためのステンレス鋼板による反射を加えることで、安全性が大幅に改善され得て、また人体深部の疾患のための十分な強度設計が可能になる。
【０００９】
遠方場連続治療用超音波による血液前立腺関門の開放は、キャビテーションにより引き起こされる超音波乳化による脂質障害の仮説によって説明される（非特許文献７、８、９参照）。骨関節及び腎臓でも脂質ホルモンが分泌され、同じメカニズムのもとに超音波薬物送達が見込まれ得る。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Fulmer BR， Turner TT. A blood-prostate barrier restricts cell and molecular movement cross the rat ventral prostate epithelium. J Urol 2000； 163：1591-1594.
【非特許文献２】EL-Alfy M， Pelletier G， Hermo LS， Labrie F. Unique features of the basal cells of human prostate epithelium. Microsc Res Tech 2000； 51： 436-446.
【非特許文献３】Haar GT. Therapeutic ultrasound. EJU 1999； 9： 3-9.
【非特許文献４】Stephen M， Angelika A， Ultrasound， microbubbles and the blood-brain barrier. Prog Biophys Mol Biol 2007； 93： 354-362.
【非特許文献５】Mitragotri S， Edwards DA， Blankschtein D， Langer R. A mechanistic study of ultrasonically-enhanced transdermal drug delivery. J Pharm Sci 1995； 84： 697-706.
【非特許文献６】IEC61689 Edition3.0 2013-02
【非特許文献７】Canselier JP， Delmas H， Wilhelm AM， Abismail B. Ultrasound Emulsification-An Overview. J Disper Sci Technol 2002；23：333-349.
【非特許文献８】Mitragotri S， Edwards DA， Blankschtein D， Langer R. A mechanistic study of ultrasonically-enhanced transdermal drug delivery. J Pharm Sci 1995； 84：697-706.
【非特許文献９】Mingde Li， Therapeutic ultrasound as treatment for chronic bacterial prostatitis. American Institute of Ultrasound in Medicine Proceedings， J Ultrasound Med 32 (suppl) ： S41 2013.
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、遠方場連続治療用超音波の処置ヘッドに関する。トランスデューサのエネルギは、患者処置のための超音波源としての遠方場領域へ伝達される。本発明は、慢性前立腺炎のために血液前立腺関門を開くように、又は、超音波乳化により脂質分泌障害を引き起こすことによって強直性脊椎炎、リューマチ性関節炎及び慢性腎炎のような他の感染症のための抗生物質療法を保持するように、治療用の強度範囲及び周波数範囲にて人体深部にキャビテーションを生成するためのものである。
【００１２】
当該処置ヘッドは、耐水性圧電効果のトランスデューサと、０．５〜３Ｗ／ｃｍ２の強度の連続治療用超音波を遠方場に生成するように伝達媒体としての水で満たされたハウジングの中に設けられたステンレス鋼反射器と、水を封止しかつ薬物送達を増強するために患者の体内にキャビテーションを生成するように超音波を導出するための、処置ヘッドの上端に付けられたプラスチックフィルムと、ハンドルの中でハウジングの下端にてトランスデューサの作動時にハウジング内圧を低減するように導坑によってハウジングに連結されたゴムバルーンとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】開口の周囲にねじ山を有し、かつ水出入孔を有するヘッドハウジングの上半部を示す図である。
【図２】下端にハンドルを有するヘッドハウジングの下半部を示す図である。
【図３】上端にプラスチックフィルムを保持するねじ締めナットを示す図である。
【図４】ハンドルカバーを示す図である。
【図５】処置ヘッドの全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
処置ヘッドは、遠方場に連続治療用超音波を生成するように伝達媒体としての水を保持するための閉じたハウジングを必要とする。ヘッドハウジングは、２つの部分からなる。それらを結合する前に、上半部にステンレス鋼反射器が、下半部にトランスデューサがそれぞれ設けられる。その後、両半部がジョイントで結合される。プラスチックフィルムと、上端にプラスチックフィルムを固定するためのねじ締めナットと、ゴムバルーンと、水出入孔を封止するためのねじ締めボルトと、ハンドルカバーとが、付属物としてハウジングに組み付けられる。
【符号の説明】
【００１５】
１  プラスチックフィルム
２  ハンドルカバー固定用ねじ孔
３  ゴムバルーン
４  トランスデューサ
５  ステンレス鋼反射器
６  水出入孔
７  ステンレス鋼反射器固定用孔
【図１】
2018508322.tif 000003
【図２】
2018508322.tif 000004
【図３】
2018508322.tif 000005
【図４】
2018508322.tif 000006
【図５】
2018508322.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月27日(2017.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非侵襲的超音波治療に関し、特に人体深部への薬物送達を増強するための遠方場連続理学療法用超音波の医療機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば慢性前立腺炎、強直性脊椎炎、リューマチ性関節炎、慢性腎炎及び歯髄炎のようないくつかの感染症は、薬物浸透性が低いため、治療が非常に困難である。
【０００３】
前記慢性前立腺炎の処置のためのキーポイントは、血液前立腺関門を開く方法を見出すことにある（非特許文献１、２参照）。
【０００４】
外傷の理学療法のため又は経皮的薬物送達の増強のために用いられる治療用超音波の強度は、通常０．１２５〜３．０Ｗ／ｃｍ２である（非特許文献３参照）。
【０００５】
動物に関する研究論文によれば、超音波キャビテーションが血液脳関門を開くことはできるが、パルスモードの超音波印加のゆえに、その閾値は非常に高く、或いはその閾値を引き下げるためにマイクロバブルが必要である（非特許文献４参照）。したがって、この方法が臨床診療に利用されることはなかった。
【０００６】
超音波印加モードが連続モードから、１０ｍｓ毎に１ｍｓのパルス長が印加されるパルスモードへ変化するにつれて、１ＭＨｚにおける水溶液中のキャビテーション閾値は０．３Ｗ／ｃｍ２から３３Ｗ／ｃｍ２へ変化する。生体外における研究論文によれば、連続理学療法用超音波はキャビテーションのメカニズムのもとに経皮的薬物送達を増強することができ、理学療法用強度範囲にてキャビテーションを生成できる最高周波数は２．５ＭＨｚである（非特許文献５参照）。
【０００７】
しかしながら、現状の理学療法用超音波の医療機器では、照射対象が近傍場に位置するので、臨床診療のための超音波増強が経皮的薬物送達に限定されている。近傍場領域では超音波ビームがほぼ平行線で進行するが、超音波ビームの不均一分布のゆえに、処置ヘッドの作動が、「ホットスポット」とも呼ばれる局所的に非常に高い圧力の領域を生成し得る。したがって、治療対象である組織の小領域に過大な加熱を招来し得て、患者への悪影響が生じる可能性が増大するので、患者処置のための実用機器の超音波強度は、特に連続理学療法用超音波にて３Ｗ／ｃｍ２よりもかなり低い。他方、遠方場領域では、超音波ビームが発散し、超音波強度が急激に減少する。したがって、近傍場理学療法用超音波装置では、人体深部における疾患の治療が困難である（非特許文献６参照）。
【０００８】
これとは対照的に、遠方場超音波は平行ビームの平面波とみなされ得て、超音波不均等性の更なる排除のためのステンレス鋼板による反射を加えることで、安全性が大幅に改善され得て、また人体深部の疾患のための十分な強度設計が可能になる。
【０００９】
遠方場連続理学療法用超音波による血液前立腺関門の開放は、キャビテーションにより引き起こされる超音波乳化による脂質障害の仮説によって説明される（非特許文献７、８、９参照）。骨関節及び腎臓でも脂質ホルモンが分泌され、同じメカニズムのもとに超音波による薬物送達の増強が見込まれ得る。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Fulmer BR， Turner TT. A blood-prostate barrier restricts cell and molecular movement cross the rat ventral prostate epithelium. J Urol 2000； 163：1591-1594.
【非特許文献２】EL-Alfy M， Pelletier G， Hermo LS， Labrie F. Unique features of the basal cells of human prostate epithelium. Microsc Res Tech 2000； 51： 436-446.
【非特許文献３】Haar GT. Therapeutic ultrasound. EJU 1999； 9： 3-9.
【非特許文献４】Stephen M， Angelika A， Ultrasound， microbubbles and the blood-brain barrier. Prog Biophys Mol Biol 2007； 93： 354-362.
【非特許文献５】Mitragotri S， Edwards DA， Blankschtein D， Langer R. A mechanistic study of ultrasonically-enhanced transdermal drug delivery. J Pharm Sci 1995； 84： 697-706.
【非特許文献６】IEC61689 Edition3.0 2013-02
【非特許文献７】Canselier JP， Delmas H， Wilhelm AM， Abismail B. Ultrasound Emulsification-An Overview. J Disper Sci Technol 2002；23：333-349.
【非特許文献８】Mitragotri S， Edwards DA， Blankschtein D， Langer R. A mechanistic study of ultrasonically-enhanced transdermal drug delivery. J Pharm Sci 1995； 84：697-706.
【非特許文献９】Mingde Li， Therapeutic ultrasound as treatment for chronic bacterial prostatitis. American Institute of Ultrasound in Medicine Proceedings， J Ultrasound Med 32 (suppl) ： S41 2013.
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、遠方場連続理学療法用超音波の処置ヘッドに関する。トランスデューサのエネルギは、患者処置のための超音波源としての遠方場領域へ伝達される。本発明は、慢性前立腺炎のために血液前立腺関門を開くように、又は、超音波乳化により脂質分泌障害を引き起こすことによって強直性脊椎炎、リューマチ性関節炎及び慢性腎炎のような他の感染症のための抗生物質療法を保持するように、理学療法用の強度範囲及び周波数範囲にて人体深部にキャビテーションを生成するためのものである。
【００１２】
当該処置ヘッドは、水中圧電効果のトランスデューサと、０．５〜３Ｗ／ｃｍ２の強度の連続理学療法用超音波を遠方場に生成するように伝達媒体としての水で満たされたハウジングの中に設けられたステンレス鋼反射器と、水を封止しかつ薬物送達を増強するために患者の体内にキャビテーションを生成するように超音波を導出するための、処置ヘッドの上端に付けられたプラスチックフィルムと、ハンドルの中でハウジングの下端にてトランスデューサの作動時にハウジング内圧を低減するように導坑によってハウジングに連結されたゴムバルーンとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】開口の周囲にねじ山を有し、かつ水出入孔を有するヘッドハウジングの上半部を示す図である。
【図２】下端にハンドルを有するヘッドハウジングの下半部を示す図である。
【図３】上端にプラスチックフィルムを保持するねじ締めナットを示す図である。
【図４】ハンドルカバーを示す図である。
【図５】処置ヘッドの全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
処置ヘッドは、遠方場に連続理学療法用超音波を生成するように伝達媒体としての水を保持するための閉じたハウジングを必要とする。ヘッドハウジングは、２つの部分からなる。それらを結合する前に、上半部にステンレス鋼反射器が、下半部にトランスデューサがそれぞれ設けられる。その後、両半部がジョイントで結合される。プラスチックフィルムと、上端にプラスチックフィルムを固定するためのねじ締めナットと、ゴムバルーンと、水出入孔を封止するためのねじ締めボルトと、ハンドルカバーとが、付属物としてハウジングに組み付けられる。
【符号の説明】
【００１５】
１  プラスチックフィルム
２  ハンドルカバー固定用ねじ孔
３  ゴムバルーン
４  トランスデューサ
５  ステンレス鋼反射器
６  水出入孔
７  ステンレス鋼反射器固定用孔
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠方場連続理学療法用超音波の処置ヘッドであって、
水中圧電効果のトランスデューサと、
遠方場に連続理学療法用超音波を生成するように伝達媒体としての水で満たされたハウジングの中に設けられたステンレス鋼反射器であって、これにより薬物送達を増強するためのキャビテーションを患者の体内に生成するように超音波エネルギが導出されるものと、
前記処置ヘッドの上端に付けられたプラスチックフィルムと、
ハンドルの中で前記ハウジングの下端にて前記トランスデューサの作動時にハウジング内圧を低減するように導坑によって前記ハウジングに連結されたゴムバルーンとを備えた処置ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の遠方場連続理学療法用超音波の処置ヘッドにおいて、
超音波源は、内部トランスデューサの遠方場領域である処置ヘッド。
【請求項３】
請求項２記載の遠方場超音波であって、
前記伝達媒体は水である遠方場超音波。
【請求項４】
請求項１記載の遠方場連続理学療法用超音波の処置ヘッドにおいて、
薬物送達を増強するために導出される超音波の強度は、０．５〜３Ｗ／ｃｍ２である処置ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の遠方場連続理学療法用超音波の処置ヘッドにおいて、
薬物送達を増強するために導出される超音波の周波数は、０．５〜２．５ＭＨｚである処置ヘッド。
【国際調査報告】
2018508322.tif 000008
2018508322.tif 000009