(57)【要約】  医療装置は、標的組織に超音波を放射するように構成された容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイと、ＣＭＵＴアレイに機械的に連結され、かつ超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成された少なくとも１つの熱電冷却器と、を備えている。医療装置は、固体熱伝導体とともにカテーテルに実装されてもよい。固体熱伝導体は、熱電冷却器に連結され、かつカテーテルに沿って延びており、熱電冷却器から熱を遠逃す。カテーテルまたはカテーテルスリーブは、身体の通路内に挿入するための管状壁と、身体の通路壁を冷却するために管状壁に連結された少なくとも１つの熱電冷却器と、を備える。カテーテルスリーブは、身体の通路内に挿入するための管状ケーシングを備えており、管状ケーシングはカテーテルを囲むことが可能である。カテーテルスリーブは、温度および圧力などの身体の通路壁の１つまたは複数の特性を感知するために管状ケーシングに連結された少なくとも１つのセンサを備えている。
2020533157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を標的組織に放射するように構成された容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイと、
前記ＣＭＵＴアレイに機械的に連結され、前記超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成された、少なくとも１つの熱電冷却器と、を備える医療装置。
【請求項２】
前記ＣＭＵＴアレイは、前記ＣＭＵＴアレイの第１の側面から超音波を放射するように構成され、各熱電冷却器は、前記ＣＭＵＴアレイの第２の側面に熱的に結合されている、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記ＣＭＵＴアレイの前記第１の側面に配置された音響レンズをさらに備え、
前記音響レンズは、前記非標的組織と熱的に結合されて、前記ＣＭＵＴアレイおよび前記音響レンズを介した前記非標的組織と前記少なくとも１つの熱電冷却器との間の熱的経路を形成するように構成されている、請求項２に記載の医療装置。
【請求項４】
各熱電冷却器に熱的に結合され、前記熱電冷却器から熱を除去する固体熱伝導体をさらに備えている、請求項２に記載の医療装置。
【請求項５】
各熱電冷却器は、層内に実装されており、前記層は、（ａ）前記ＣＭＵＴアレイの前記第２の側面に熱的に結合された第１の側面と、（ｂ）前記層の前記第１の側面とは反対側を向き、前記固体熱伝導体に熱的に結合された第２の側面を有する、請求項４に記載の医療装置。
【請求項６】
前記個体熱伝導体は、金属を含んでいる、請求項４に記載の医療装置。
【請求項７】
前記医療装置は、前記ＣＭＵＴアレイを有するシリコン基板を備え、
各熱電冷却器は、熱伝導性接着剤を介して前記シリコン基板に接着されている、請求項１に記載の医療装置。
【請求項８】
前記医療装置は、前記非標的組織の特性を感知するための１つまたは複数のセンサをさらに備え、
前記特性は、温度、圧力、および温度と圧力の組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の医療装置。
【請求項９】
固体冷却を用いた超音波治療のためのカテーテルであって、
標的組織に超音波を放射するように構成された容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイと、
前記超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成された熱電冷却器と、
前記熱電冷却器に連結され、前記カテーテルの末端から前記カテーテルの近位端に向かって前記カテーテルに沿って延びていて、熱を前記熱電冷却器から遠ざかる方向に伝導する固体熱伝導体と、を備え、前記超音波振動子は前記カテーテルの末端に配置されている、カテーテル。
【請求項１０】
前記熱電冷却器は、前記ＣＭＵＴアレイに機械的に連結されている、請求項９に記載のカテーテル。
【請求項１１】
前記非標的組織の温度を感知するための温度センサをさらに備える、請求項９に記載のカテーテル。
【請求項１２】
前記非標的組織の圧力を感知するための圧力センサをさらに備える、請求項９に記載のカテーテル。
【請求項１３】
前記カテーテルは尿道に挿入するように構成され、前記標的組織は前立腺であり、前記非標的組織は前記尿道の壁の少なくとも一部である、請求項９に記載のカテーテル。
【請求項１４】
前記ＣＭＵＴアレイおよび前記熱電冷却器はカテーテル先端内に実装されており、前記カテーテルは、前記カテーテル先端に連結されたカテーテルジャケットをさらに備え、前記カテーテルジャケットは、前記前立腺から前記尿道の出口まで到達する長さを有する、請求項１３に記載のカテーテル。
【請求項１５】
前記カテーテルジャケットは、前記固体熱伝導体によって伝導された熱が前記尿道の前記壁を損傷させることを防止するための熱絶縁層を備える、請求項１４に記載のカテーテル。
【請求項１６】
前記カテーテル先端および前記カテーテルジャケットの周りに配置された取り外し可能なスリーブをさらに備え、前記取り外し可能なスリーブは、前記取り外し可能なスリーブを膀胱に固定するための膨張性バルーンを含み、前記膨張性バルーンは少なくとも前記膀胱から前記尿道の出口まで達する長さを有し、前記膨張性バルーンは、前記カテーテル先端を前記尿道から抜いた後、ある期間だけ、前記尿道内に留まるように構成されている、請求項１４に記載のカテーテル。
【請求項１７】
前記取り外し可能なスリーブは、前記固体熱伝導体によって伝導された熱が前記尿道の壁を損傷させるのを防止するための熱絶縁層を備える、請求項１６に記載のカテーテル。
【請求項１８】
固体冷却を用いた超音波治療のための方法であって、
容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイによって生成された超音波に標的組織を曝露し、
非標的組織の損傷を防止するために、１つまたは複数の熱電冷却器を使用して前記非標的組織を冷却し、
前記１つまたは複数の熱電冷却器から熱を除去して前記非標的組織から熱を逃す、方法。
【請求項１９】
前記曝露するステップにおいて、前記ＣＭＵＴアレイが身体の通路を介してカテーテル上の前記標的組織まで進められた状態で、前記身体の通路内から前記超音波を発生させること、
前記冷却するステップにおいて、前記１つまたは複数の熱電冷却器が、前記ＣＭＵＴアレイおよび前記カテーテルの少なくとも１つに連結された状態で、前記１つまたは複数の熱電冷却器を使用して前記身体の通路の壁を冷却すること、および
前記除去するステップにおいて、前記壁からの熱を除去すること、を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記曝露するステップにおいて、前立腺を尿道からの前記超音波に曝露すること、および
前記冷却するステップにおいて、前記尿道の壁を冷却すること、を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記除去するステップは、熱を、固体熱伝導体を介して前記１つまたは複数の熱電冷却器から遠ざかる方向に伝導することを含み、前記固体熱伝導体は、前記１つまたは複数の熱電冷却器に連結され、前記カテーテルを通って前記身体の通路の出口に向かって延びている、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記除去するステップは、前記熱の少なくとも一部を、前記固体熱伝導体を介して前記出口の外側に伝導することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記除去するステップは、前記カテーテルの少なくとも一部に沿って熱を再分配することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記非標的組織の温度を監視すること、および
前記曝露するステップにおいて、前記温度に従って前記標的組織の超音波への曝露を調整すること、を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記調整するステップは、前記温度がしきい温度を超えたときに、前記曝露を少なくとも一時的に停止することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記非標的組織の圧力を監視すること、および
前記曝露するステップにおいて、前記圧力に従って前記標的組織の超音波への曝露を調整すること、を含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本件出願は、２０１７年９月１３日に出願された米国仮特許出願第62/558,200号、２０１８年４月９日に出願された米国仮特許出願第62/654,765号、および２０１８年９月７日に出願された米国仮特許出願第62/728,616号からの優先権の利益を主張する。上述したすべての出願の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
正常な男性の尿道は、前立腺を延びる。本明細書では、前立腺内に位置する尿道の部分を前立腺尿道と呼ぶ。
【０００３】
前立腺の肥大を引き起こすことが多い前立腺内の細胞の異常増殖である前立腺肥大症（ＢＰＨ）は、非常に一般的である。ウィキペディアによると、男性の５０％は５０歳までＢＰＨ組織構造を示し、７５％は８０歳までに示す。これらのうち半分ほどに症状が現れる可能性がある。ＢＰＨの最も一般的な症状には、尿道に圧力を加える前立腺の肥大によって引き起こされる尿の流れの阻害、尿の流れの阻害によって引き起こされる不完全な排尿、尿閉、頻尿、および膀胱や腎臓の損傷につながる可能性のある尿路感染症が含まれる。
【０００４】
男性の約８０％が８０歳までに前立腺癌を発症する。これらの前立腺癌のほとんどは成長が遅いが、２０１０年には世界中で約２５０，０００人の男性が前立腺癌で亡くなった。成長の遅い前立腺腫瘍でさえ、ＢＰＨにおける閉塞と同様に、腫瘤効果と腫瘍の浸潤によって尿道に障害を生じさせ、尿の流れを妨げることがある。
【０００５】
ＢＰＨおよび前立腺癌は、前立腺において共存することがありうる。この組み合わせは、尿の流れを妨げるほど前立腺を大きくすることもありうる。前立腺の高圧は、腫瘍の腫瘤効果によるものであれ、ＢＰＨによるものであれ、尿道を部分的または全体的に崩壊させ、結果的に尿の流れを狭める。
【０００６】
ＢＰＨによって肥大した前立腺に起因する尿の流れの障害は、しばしば、尿の流れを改善するための治療を必要とする。この障害は、いくつかの方法で治療されている。例えば、テストステロンを妨げる薬物療法、前立腺切除、前立腺の経尿道的切除術（ＴＵＲＰ）、前立腺の経尿道的レーザー切除などの外科的処置などである。感染症のリスク、痛み、治癒時間が通常、開腹手術に比べて短縮されるとの理由から、経尿道的処置は好まれる。
【０００７】
前立腺尿道内に配置されたマイクロ波アンテナを使用して前立腺を加熱する経尿道的マイクロ波療法（ＴＵＭＴ）は、既知の治療法の1つである。ＴＵＭＴの副作用には、尿道の過熱による尿道の損傷が挙げられる。レーザー切除には、同様の副作用がある。
【０００８】
ＢＰＨの肥大した組織の一部を切除するのに十分な前立腺の部分を加熱することを目的とした前立腺の超音波治療は、例えば、「経直腸高強度集中超音波による前立腺癌の切除：造影超音波による組織破壊の評価」Rouviereら、放射線学、２０１１年５月、第２５９巻、第２号、５８３〜９１ページ、および「前立腺温熱療法のための経尿道超音波アレイ：初期研究」、Chris J. Diederich、およびEverette C.によって提案されている。Burdette、超音波、強誘電体、および周波数制御に関するIEEE会報、Vol. 43. No. 6. １９９６年１１月 (Diederich)。Diederichは、２つの内腔を有するカテーテルを提案している。冷却水は第１の内腔を通ってカテーテルに流れ込み、第２の内腔を通って７MHzの圧電セラミック振動子から排出される。Diederichは、ブタの筋肉で実験を行い、振動子から１．５センチメートル離れた組織において著しい温度上昇を報告しており、これらの温度上昇は、前立腺組織を殺すのに十分であると考えられる。
【０００９】
圧電セラミック振動子を使用した、限局性前立腺癌の組織を加熱するための高強度の超音波は、SonaCare Medical、Alpinion Medical Systems、およびProfound Medical（http://www.profoundmedical.com/new-tulsa/を参照）によって提案されている。限局性前立腺癌患者の前立腺組織の磁気共鳴画像法による誘導経尿道的超音波切除：プロスペティブフェーズ１臨床試験、Joseph Chinら、European Urology vol. 70、４４７−４５５頁（２０１６）。ＭＲＩ−ＴＵＬＳＡという名前の深遠な医療装置は、治療のためのアレイの正確な位置のために外部核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）に依存し、１０の方向性を有する圧電振動子を備えた硬い尿道カテーテルを使用し、直腸カテーテルによる水冷を採用して、前立腺尿道の破壊を防ぐ。ＭＲＩ−ＴＵＬＳＡの臨床試験では、前立腺内部温度は、組織を損傷または切除するのに十分な５５℃に達した。
【００１０】
容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）は、圧電振動子とは異なる原理で動作する。圧電振動子は、印加された電界に応じて屈曲または収縮／伸長する圧電結晶に基づいている。ＣＭＵＴは、シリコンベースの基板に形成された空洞を有している。電極が設けられた薄い膜が空洞の上部に吊り下げられている。別の電極は、空洞の下に配置されており、基板上に固定されている。２つの電極間に電圧が印加されると、静電引力によって膜が下向きに引っ張られ、空洞が収縮する。電圧降下が除去されると、膜は跳ね返る。印加電圧が十分に高い周波数の正弦波である場合、膜は同じ周波数で振動し、接触している媒体に音響エネルギーを送る。圧電振動子とは対照的に、ＣＭＵＴには大きな内部損失メカニズムがなく、本質的に自己発熱がない。
【発明の概要】
【００１１】
一実施形態では、医療装置は、標的組織に超音波を放射するように構成された容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイと、ＣＭＵＴアレイに機械的に連結され、超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成された少なくとも1つの熱電冷却器を備えている。
【００１２】
一実施形態では、固体冷却を備えた超音波治療のためのカテーテルは、（ａ）標的組織に超音波を放射するように構成されたＣＭＵＴアレイと、（ｂ）超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成された熱電冷却器と、（ｃ）熱電冷却器に連結され、末端からカテーテルに沿ってカテーテルの近位端に向かって延び、熱電冷却器から遠ざかる方向に熱を伝導するための固体熱伝導体と、を備えている。超音波振動子はカテーテルの末端に配置されている。
【００１３】
一実施形態では、固体冷却を伴う向上された超音波治療のためのシステムは、前段落で述べたカテーテルと、２つの音響ミラーを備えている。２つの音響ミラーのそれぞれは、ＣＭＵＴアレイと協働して、音響空洞を形成し、音響空洞内の超音波の強度を増加させるように構成されている。
【００１４】
一実施形態では、医療装置は、標的組織を超音波に曝すためのカテーテルを備えている。カテーテルは、（ａ）カテーテルの末端に配置され、超音波を標的組織に放射するように構成されたＣＭＵＴアレイ、（ｂ）超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成された熱電冷却器、および（ｃ）熱電冷却器に連結され、カテーテルに沿って該カテーテルの末端から近位端に向かって延びていて、熱電冷却器から遠ざかる方向に熱を伝導する固体熱伝導体を備えている。医療装置は、さらに、カテーテルの近位端に機械的に連結されたカテーテルハンドルを含む。カテーテルハンドルは、カテーテルが挿入される身体の通路の外側に配置されて、少なくとも部分的にカテーテルを制御するように構成されている。
【００１５】
一実施形態では、向上された超音波治療のためのシステムは、超音波振動子アレイを備え、かつ超音波振動子アレイを身体の通路内に配置して、身体の標的組織を超音波に曝すように構成されたカテーテルと、少なくとも１つの音響ミラーを備えている。各音響ミラーは、身体の通路の外部であって、かつ超音波振動子アレイとは反対側の標的組織の側面に配置されるように構成されており、超音波振動子アレイと音響ミラーの間に定常音波を生成することにより、標的組織における超音波の強度を向上させる音響空洞を形成するように構成されている。
【００１６】
一実施形態では、向上された超音波治療のためのシステムは、第１の超音波振動子アレイと、第２の超音波振動子アレイを備えている。第２の超音波振動子アレイは、第１の超音波振動子アレイと協働して、音響空洞を形成するように構成されている。音響空洞は、その内部に定在音波を生成することによって、標的組織における、第１の超音波振動子アレイおよび第２の超音波振動子アレイによって生成された超音波の強度を向上させる。
【００１７】
一実施形態では、固体冷却を有するカテーテルまたはカテーテルスリーブは、身体の通路に挿入するための管状壁と、身体の通路の組織を冷却するために管状壁に連結された少なくとも１つの熱電冷却器と、を備えている。
【００１８】
一実施形態では、統合センサを有するカテーテルスリーブは、カテーテルを囲むことが可能な、身体の通路に挿入するための管状ケーシングと、管状ケーシングに連結され、かつ身体の通路の組織の１つまたは複数の特性を感知するように構成された少なくとも１つのセンサを備えている。１つまたは複数の特性のそれぞれは、温度および圧力からなる群から選択される。
【００１９】
一実施形態では、固体冷却を有する超音波治療のためのシステムは、標的組織を超音波に曝すように、ＣＭＵＴアレイを駆動するための駆動信号を生成するように構成された超音波駆動回路を備えている。システムは、少なくとも１つの熱電冷却器を駆動して、超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成されたペルチェ駆動回路をさらに備えている。
【００２０】
一実施形態では、固体冷却を有する超音波治療のための方法は、（ａ）ＣＭＵＴアレイによって生成された超音波に標的組織を曝すこと、（ｂ）非標的組織の損傷を防止するために１つまたは複数の熱電冷却器を使用して非標的組織を冷却すること、および（ｃ）前記１つまたは複数の熱電冷却器から熱を除去し、非標的組織から熱を逃すことを含む。
【００２１】
一実施形態では、超音波撮像フィードバックを有する超音波治療のための方法は、（ａ）超音波振動子アレイから標的組織の画像を取得して、標的組織についての空間的に分解されたクラッタ信号を決定すること、および（ｂ）クラッタ信号と、クラッタ信号と治療効果との間の所定の対応関係に基づいて、標的組織を治療するための超音波振動子アレイによる次の超音波生成の１つまたは複数の特性を決定することを含む。
【００２２】
一実施形態では、超音波撮像フィードバックを使用して超音波治療を制御するための製品は、非一時的メモリにコード化された機械読み取り可能な命令を備えている。機械読み取り可能な命令は、（ａ）超音波クラッタ信号と超音波治療の効果との間の対応関係、および（ｂ）プロセッサによって実行されたときに、標的組織の超音波撮像から得られた空間的に分解されたクラッタ信号を評価し、その対応関係を利用して、標的組織の次の超音波曝露の１つまたは複数の特性を決定する治療制御命令を備えている。
【００２３】
一実施形態では、固体冷却を備えたＣＭＵＴアレイを製造する方法は、熱電冷却器の第１の熱伝導体上にＣＭＵＴアレイを作製することを含んでいる。熱電冷却器は、（ａ）第１の熱伝導体、（ｂ）第２の熱伝導体、および（ｃ）第１の熱伝導体と第２の熱伝導体の間に配置された複数のｎ型半導体および複数のｐ型半導体を含んでいる。複数のｎ型半導体および複数のｐ型半導体は直列に電気的に連結されており、かつ交互に配列されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイおよび固体冷却を備える医療装置の一実施形態を示す。
【００２５】
【図２】図２は、ＣＭＵＴアレイおよび少なくとも１つの熱電冷却器を有するＣＭＵＴ熱電冷却（ＴＥＣ）装置の一実施形態を示す。
【００２６】
【図３】図３は、図２のＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置を示し、このＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置は、例示的な使用シナリオであり、標的組織を治療するために身体の通路内に配置されている。
【００２７】
【図４】図４は、ＣＭＵＴアレイを介して、１つまたは複数の熱電冷却器を非標的組織に熱的に結合するＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の一実施形態を示す。
【００２８】
【図５】図５は、ＣＭＵＴアレイを介して、１つまたは複数の熱電冷却器を非標的組織に熱的に結合する他のＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の一実施形態を示す。
【００２９】
【図６】図６は、例示的な使用シナリオにおける図４および図５のＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の例示的な実施態様を示しており、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置は身体の通路の壁と物理的に接触するような大きさである。
【００３０】
【図７】図７は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置と、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置から遠ざかる方向に熱を伝導するための固体熱伝導体と、を備える医療装置の一実施形態を示す。
【００３１】
【図８】図８は、１次元ＣＭＵＴアレイの一実施形態を示す。
【００３２】
【図９】図９は、１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイの一実施形態を示す。
【００３３】
【図１０】図１０は、１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイの一実施形態を示す。
【００３４】
【図１１】図１１は、二次元ＣＭＵＴアレイの一実施形態を示す。
【００３５】
【図１２Ａ】図１２Ａは、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の一実施形態の断面図を示す。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の一実施形態の上面図を示す。
【００３６】
【図１３】図１３は、その間に調節可能な角度を有する２つの平面ＣＭＵＴサブアレイを有するＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の一実施形態を示す。
【００３７】
【図１４】図１４は、その間に調節可能な角度を有する２つの平面ＣＭＵＴサブアレイを有するＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の一実施形態を示す。
【００３８】
【図１５】図１５は、互いに離れて角度を付けられた２つの平面ＣＭＵＴサブアレイを有するＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の一実施形態を示す。
【００３９】
【図１６】図１６は、互いに離れて角度を付けられた２つの平面ＣＭＵＴサブアレイを有するＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の一実施形態を示す。
【００４０】
【図１７】図１７は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ振動子装置を有するカテーテルの一実施形態を示す。
【００４１】
【図１８】図１８は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置を有する別のカテーテルの一実施形態を示す。
【００４２】
【図１９】図１９は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置を備えたカテーテルの一実施形態を示す。
【図２０】図２０は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置を備えたカテーテルの一実施形態を示す。
【図２１】図２１は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置を備えたカテーテルの一実施形態を示す。
【００４３】
【図２２】図２２は、ＣＭＵＴアレイおよび固体冷却を有するカテーテルを着脱可能に収容するように構成されたカテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【００４４】
【図２３】図２３は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の取り外しを可能にする管状のカテーテルジャケットを採用したＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置付きカテーテルの一実施形態を示す。
【００４５】
【図２４】図２４は、固体冷却を有するカテーテルまたはカテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【００４６】
【図２５】図２５は、その管状壁に連結された少なくとも１つの熱電冷却器を有するカテーテルまたはカテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【００４７】
【図２６】図２６は、その管状壁に連結された少なくとも１つの熱電冷却器および固体熱伝導体を有するカテーテルまたはカテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【００４８】
【図２７Ａ】図２７Ａは、熱電冷却を有するカテーテルまたはカテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、熱電冷却を有するカテーテルまたはカテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【００４９】
【図２８Ａ】図２８Ａは、熱電冷却を有する別のカテーテルまたはカテーテルスリーブの一実施形態を図示している。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、熱電冷却を有する別のカテーテルまたはカテーテルスリーブの一実施形態を図示している。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、熱電冷却を有する別のカテーテルまたはカテーテルスリーブの一実施形態を図示している。
【図２８Ｄ】図２８Ｄは、熱電冷却を有する別のカテーテルまたはカテーテルスリーブの一実施形態を図示している。
【００５０】
【図２９】図２９は、身体の通路の一部に固定されている間、身体の通路の内側から標的組織を超音波治療するためのカテーテルを囲むように構成されるカテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【００５１】
【図３０】図３０は、膀胱に固定されている間に、尿道の内側から前立腺を超音波治療するための尿道カテーテルを囲むように構成される尿道カテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【００５２】
【図３１】図３１は、身体の通路内用の１つまたは複数の統合センサを有するカテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【００５３】
【図３２】図３２は、その管状ケーシング上に１つまたは複数の有線センサを有するカテーテルスリーブの一実施形態を示す。
【００５４】
【図３３】図３３は、その管状ケーシング上に１つまたは複数の無線通信センサを有するカテーテルスリーブの一実施形態を示し、各センサは、カテーテルスリーブに挿入されたカテーテルによって読み取られる。
【００５５】
【図３４】図３４は、その管状ケーシング上に少なくとも１つのセンサを有するカテーテルスリーブの一実施形態を示し、各センサは、カテーテルスリーブに挿入され、センサと電気的に接触して配置されるカテーテルによって読み出されるように構成される。
【００５６】
【図３５】図３５は、超音波治療および固体冷却のためのシステムの一実施形態を示す。
【００５７】
【図３６】図３６は、ＣＭＵＴアレイおよび固体冷却を有する医療装置の一実施形態を示す。
【００５８】
【図３７】図３７は、ＣＭＵＴアレイ、固体冷却、および関連する固体熱除去を有する医療装置の一実施形態を示す。
【００５９】
【図３８】図３８は、ＣＭＵＴアレイおよび固体冷却を有する医療システムの一実施形態を示し、医療システムは、身体の通路に固定されるように構成されたカテーテルスリーブを備えている。
【００６０】
【図３９】図３９は、超音波治療を制御するためのコンピュータの一実施形態を示す。
【００６１】
【図４０】図４０は、向上された超音波治療のためのシステムの一実施形態を示す。
【００６２】
【図４１】図４１は、尿道の固体冷却を用いた前立腺の向上された超音波治療のためのシステムの一実施形態を示す。
【００６３】
【図４２】図４２は、向上された超音波治療のための他のシステムの一実施形態を示す。
【００６４】
【図４３】図４３は、尿道の固体冷却を用いた前立腺の向上された超音波治療のための他のシステムの一実施形態を示す。
【００６５】
【図４４】図４４は、固体冷却を用いた超音波治療の方法の一実施形態を示す。
【００６６】
【図４５】図４５は、尿道の固体冷却を用いた前立腺の超音波治療のための方法の一実施形態を示す。
【００６７】
【図４６】図４６は、超音波撮像フィードバックを有する超音波治療のための方法の一実施形態を示す。
【００６８】
【図４７】図４７は、超音波撮像フィードバックを用いて超音波治療を制御するためのシステムの一実施形態を示す。
【００６９】
【図４８】図４８は、固体冷却を用いた、標的組織の超音波治療のためのプロトコルの一実施形態を示す。
【００７０】
【図４９】図４９は、ＣＭＵＴアレイのいくつかの異なる位置／向きを必要とする程度の標的組織の治療を管理するために、図４８のプロトコルと併せて利用されるように構成されたグラフィカルユーザーインターフェースの一実施形態を示す。
【００７１】
【図５０】図５０は、固体冷却を備えたＣＭＵＴアレイを製造する方法の一実施形態を示す。
【００７２】
【図５１】図５１は、受動的冷却を備えた医療用ＣＭＵＴ装置の一実施形態を示す。
【００７３】
【図５２】図５２は、図５１のＣＭＵＴ装置の構成の異なる例を示す。
【図５３】図５３は、図５１のＣＭＵＴ装置の構成の異なる例を示す。
【図５４】図５４は、図５１のＣＭＵＴ装置の構成の異なる例を示す。
【００７４】
【図５５】図５５は、受動的冷却を備えた超音波治療のためのシステムの一実施形態を示す。
【００７５】
【図５６】図５６は、受動的冷却を備えた超音波治療の方法の一実施形態を示す。
【００７６】
【図５７】図５７は、尿道の受動的冷却を備えた前立腺の超音波治療の方法の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
図１は、容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイおよび固体冷却を備える１つの医療装置１００を示す。装置１００は、身体の腔、導管、または血管から身体組織を治療するように構成されている。本明細書では、身体の腔、導管、または血管を、総称して「身体の通路」と呼ぶ。
【００７８】
図１の実施形態では、医療装置１００は、尿道１９４などの身体の通路に挿入するように構成されたカテーテル１１０を含む。医療装置１００は、カテーテル１１０の近位端１０２に機械的に連結され、かつ身体の通路の外側に配置されるように構成されるハンドル１２０をさらに備えている。ハンドル１２０は、カテーテル１１０を少なくとも部分的に制御するように構成されている。カテーテル１１０は、その末端１０４またはその近くに、ＣＭＵＴ熱電冷却装置１１６を備えている。ＣＭＵＴ熱電冷却装置１１６は、ＣＭＵＴアレイ１１２と、固体冷却を提供する少なくとも１つの熱電冷却器（ＴＥＣ）１１４と、を備える。カテーテル１１０を操作することにより、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１１６は、超音波によって治療されるべき対象１９０の標的組織から作動距離内に配置される。
【００７９】
動作中、ＣＭＵＴアレイ１１２は、例えば、標的組織の壊死を誘発するために、前立腺１９２などの標的組織に超音波を放射し、熱電冷却器１１４は、非標的組織の熱誘発損傷を防ぐために、超音波によって加熱された非標的組織を冷却する。非標的組織は、超音波への直接曝露によって、および／または超音波に曝露された標的組織または他の組織から非標的組織に伝播する熱によって、加熱されることがある。
【００８０】
図１は、前立腺またはその一部を尿道からの超音波に曝すための１つの例示的なシナリオにおける医療装置１００を示す。この例示的なシナリオでは、医療装置１００は、例えば、膀胱１９６からの尿の流れを改善するために、前立腺肥大症（ＢＰＨ）を治療してもよく、または装置１００は、前立腺癌を治療してもよい。医療装置１００のいくつかの実施形態は、ＢＰＨと前立腺癌との組み合わせを治療してもよい。これらの状態のいずれが治療されているかに関係なく、ＣＭＵＴアレイ１１２は、前立腺の組織に超音波を放射するように動作し、熱電冷却器１１４は、尿道への熱誘発損傷を防ぐために尿道壁の少なくとも一部を冷却する。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、医療装置１００は、尿道とは身体の異なる通路から他のタイプの身体組織を治療するために他のシナリオで使用されてもよい。
【００８１】
ＣＭＵＴアレイ１１２は、ＣＭＵＴセル１５０のアレイ（配列）を備えている。一実施形態では、ＣＭＵＴセル１５０は、ＣＭＵＴ素子のアレイ内に構成される。各ＣＭＵＴ素子は、複数のＣＭＵＴセル１５０を備えている。これらＣＭＵＴセル１５０は、単一のより大きなＣＭＵＴセルとして協調的に機能するように、一体に駆動されるように構成されている。図１は、ＣＭＵＴセル１５０の１つの例示的な実施形態を概略的に示す。この実施形態では、各ＣＭＵＴセル１５０は、基板１８０、内部に窪み１７２が形成された電気絶縁層１７０、電極１６２が上に配置された膜１６０、およびオプションとして、電極１６２および膜１６０の上に配置された保護／電気絶縁層１６４と、を備えている。層１７０および膜１６０は、窪み１７２内に真空を有してもよく、または層１７０および膜１６０は、窪み１７２内に大気圧よりも低いガスを含んでもよい。適切な周波数の、時間的に変化する電圧降下が、電極１６２と下部電極として機能する基板１８０との間に印加されると、電極１６２と基板１８０との間に結果的に生じる電場は、膜１６０を振動させ、超音波を発生させる。ある実施形態では、基板１８０はシリコン基板であり、電気絶縁層１７０および膜１６０のそれぞれは、シリコン系材料から構成される。あるいは、膜１６０は、ナノチューブ系の膜であってもよい。本発明の範囲から逸脱することなく、ＣＭＵＴセル１５０は、異なる構成であってもよい。例えば、ＣＭＵＴセル１５０は、追加の層を含んでもよく、および／または窪み１７２は、窪み１７２の底部に配置された電極を有するガラス基板に形成されてもよい。
【００８２】
ＣＭＵＴセル１５０は、仮にあったとしても、ほとんど熱を発生しない。対照的に、典型的な圧電振動子に供給される電気エネルギーの約４０％は、圧電材料の摩擦によって失われ（圧電振動子の誘電率の虚数部によって決定される）、したがって、圧電振動子自体でかなりの量の熱を生成する。結果として、圧電振動子を使用して圧電振動子から距離を置いて標的組織を加熱する場合（例えば、前立腺組織）、圧電振動子で発生する熱は、一般的に、超音波によって標的組織内に誘発された熱と同じか、それよりも大きい。したがって、圧電振動子の近くの組織が標的組織の一部ではなく、この組織の加熱に起因して望ましくない損傷が生じる場合、圧電振動子の場所でかなりの冷却をして、圧電振動子および／または隣接する組織を冷却しなければならない。圧電振動子を使用した前立腺の超音波治療を目的とした尿道カテーテルの場合、尿道壁の損傷を防ぐために、圧電振動子および／または圧電振動子の近くの尿道壁の液体冷却は、超音波治療中に行う必要がある。結果として、このようなカテーテルには、尿道カテーテルから圧電振動子の場所まで冷却液を運ぶ冷却流体回路が設けられている必要がある。冷却液は、カテーテルを通じて尿道から戻される前に、熱の一部を吸収することがある。このような冷却流体回路は、カテーテルを複雑にするとともにカテーテルを大きくし、さらに、異質の液体を患者に導入することに関する安全規制要件にもかかわる。有利なことに、ここに開示されている超音波振動子１１６は、ＣＭＵＴセル１５０の無視できるほどのわずかな熱の発生のおかげで、はるかに低い冷却能力で安全に動作することができる。熱電冷却器１１４によって提供されるような固体冷却で十分である。固体冷却は、高度な温度制御を提供する。熱電冷却器による冷却は、ペルチェ効果によって制御されるため、熱電冷却器は瞬時にオンとオフを切り替えることができ、冷却の度合いを簡単に調整可能である。対照的に、例えば水冷または他の液体冷却など、蓄熱器との受動的熱交換に基づく冷却は、冷却剤の熱質量に起因する、より緩やかなオン／オフ切り替えを伴う。したがって、熱電冷却器１１４の動作は、ＣＭＵＴアレイ１１２による超音波治療中において、必要に応じて容易かつ迅速に調整することができる。例えば、過冷却を防止または補償するために、必要に応じて、熱電冷却器１１４を逆に実行して非標的組織を加熱することも可能である。
【００８３】
図１の実施形態では、医療装置１００は、超音波治療システム１３０の制御モジュール１４０と通信可能に連結され、ハンドル１２０は、ＣＭＵＴアレイ１１２および熱電冷却器１１４の動作に関連する電子回路を備えている。制御モジュール１４０は、ハンドル１２０の電子回路を制御し、治療手順に従って、ＣＭＵＴアレイ１１２および熱電冷却器１１４を動作させる。本発明の範囲から逸脱することなく、ハンドル１２０の電子回路は、代わりに、ハンドル１２０の外部の制御モジュール１４０内に、または制御モジュール１４０と一体的に組み込まれてもよく、または制御モジュール１４０は、ハンドル１２０の電子回路と共にハンドル１２０内に実装されてもよい。
【００８４】
標的組織（例えば、前立腺１９２）を治療するための超音波を生成することに加えて、ＣＭＵＴアレイ１１２は、標的組織（またはＣＭＵＴアレイ１１２の視野内の他の組織）の超音波撮像を実行してもよい。一例では、制御モジュール１４０は、ＣＭＵＴアレイ１１２によって記録された標的組織の超音波画像を利用して、標的組織の超音波治療の進捗を評価し、この評価に従ってＣＭＵＴアレイ１１２による標的組織の超音波照射を調整する。治療プロトコルの一例では、制御モジュール１４０は、（ａ）高エネルギーレベルで超音波を放射して標的組織を加熱すること、および（ｂ）より低いエネルギーレベルで超音波を放射し、かつ組織によってＣＭＵＴアレイ１１２に反射された超音波を検出することによって、標的組織（および／またはＣＭＵＴアレイ１１２の視野内の他の組織）を撮像すること、を交互に行うようにＣＭＵＴアレイ１１２に命令する。
【００８５】
図２は、ＣＭＵＴアレイ２１０および少なくとも１つの熱電冷却器２２０を備える１つのＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００を示す。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００は、例えば、図１の超音波振動子１１６の一実施形態である。あるいは、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００は、異なるカテーテル内に配置されてもよい。あるいは、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００は、例えば、患者の皮膚または手術によって露出した表面上に配置するために、カテーテルなしで動作するように構成されてもよい。
【００８６】
ＣＭＵＴアレイ２１０は、超音波放出面２１２から標的組織２８０に超音波２７０を放射するように構成されたＣＭＵＴ１５０のアレイ（配列）を備えている。熱電冷却器２２０は、ペルチェ効果により、超音波２７０によって直接的または間接的に加熱された非標的組織２９０を冷却するように構成されている。
【００８７】
ある実施形態では、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００は、非標的組織２９０および／または標的組織２８０の、１つまたは複数の特性を感知する１つまたは複数のセンサ２３０を備えている。センサ２３０は、例えば、温度、圧力、またはこれら両方を感知してもよい。各センサ２３０は、例えば、固体温度センサまたは固体圧力センサなどの固体センサである。
【００８８】
したがって、センサ２３０は、非標的組織２９０に対する超音波２７０の直接的または間接的効果を示す１つまたは複数の特性を感知することができる。例えば、しきい温度を超える温度やしきい圧力を超える圧力などの、非標的組織２９０の特性が許容範囲外であることをセンサ２３０が感知すると、オペレータまたは自動コントローラは、ＣＭＵＴアレイ２１０による超音波２７０の放射を少なくとも一時的に停止、低減するか、または超音波２７０の放射の向きを変えてもよい。尿道１９４から前立腺１９２の超音波治療に関連する１つの使用シナリオでは、尿道１９４の損傷を防止するために、しきい温度は４２℃など、摂氏４１度から４５度（℃）の範囲である。標的組織２８０、および場合によっては非標的組織２９０の加熱は、組織の腫脹を引き起こし得る。オペレータまたは自動コントローラは、腫脹の程度をあるレベル未満に保つために、センサ２３０がしきい圧力を超える圧力を感知したときに、ＣＭＵＴアレイ２１０による超音波２７０の放射を少なくとも一時的に停止、低減するか、または超音波２７０の放射の向きを変えることができる。オペレータまたは自動コントローラは、センサ２３０によって提供される温度測定値に基づいて、熱電冷却器１１４の動作を調整してもよい。
【００８９】
他の実施形態では、センサ２３０は、超音波２７０による標的組織２８０の治療の進捗を示す１つまたは複数の特性を感知する。例えば、センサ２３０は、標的組織２８０の温度を感知して、標的組織２８０の目標温度と測定温度との間の差の評価を容易にすることができる。センサ２３０は、非標的組織２９０の温度を感知して、熱モデルを使用して、標的組織２８０への逆伝播と共に、この測定された温度から標的組織２８０の少なくとも近似温度の推定を容易にすることができる。および／またはセンサ２３０は、標的組織２８０および／または非標的組織２９０の圧力を感知して、組織の熱誘発性腫脹の既知の特性と共に、この測定された圧力から標的組織２８０の加熱の評価を容易にし得る。１つの使用シナリオでは、センサ２３０によって行われた測定に基づいて得られた情報は、超音波画像から得られた情報と組み合わされて、標的組織２８０の壊死、温度、および／または体積などの標的組織２８０の特性を決定する。超音波画像は、ＣＭＵＴアレイ２１０を使用して取得することができる。
【００９０】
図２は、ＣＭＵＴアレイ２１０、熱電冷却器２２０、および含まれる場合にはセンサ２３０を保持する固定具２６０を示す。固定具２６０は、例えば、カテーテルジャケットである。固定具２６０は、ＣＭＵＴアレイ２１０の上方に配置された窓を備えてもよく、窓は少なくとも部分的に超音波２７０を通過させる。
【００９１】
熱電冷却器２２０は、（ａ）非標的組織２９０との直接熱的接続、（ｂ）固定具２６０を介した非標的組織２９０との間接熱的接続、または（ｃ）ＣＭＵＴアレイ２１０、およびオプションとして固定具２６０を介した非標的組織２９０との間接熱的接続であってもよい。好ましくは、各熱電冷却器２２０は、ＣＭＵＴアレイ２１０から標的組織２８０への超音波２７０の伝播領域の外側に配置される。センサ２３０は、例えば、固定具２６０および／またはＣＭＵＴアレイ２１０上に配置される。
【００９２】
図２には示していないが、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００は、ＣＭＵＴアレイ２１０および各熱電冷却器２２０（およびオプションとして各センサ２３０も）をＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の外部に位置する外部電子回路に接続する電気接続部を備えることができることを理解されるべきである。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００がカテーテル１１０内に実装されるとき、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００と外部電子回路との間の電気接続部は、カテーテル１１０を通ってハンドル１２０まで延びてもよい。一例では、外部電子回路は、ＣＭＵＴアレイ２１０および各熱電冷却器２２０（およびオプションとして、各センサ２３０）を駆動して、ＣＭＵＴアレイ２１０からの超音波画像信号および／またはセンサ２３０からのセンサ信号を受信してもよい。あるいは、電子回路の一部はＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００に搭載されている。
【００９３】
図３は、例示的な使用シナリオにおけるＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００を示しており、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００は、標的組織３８０を治療するために身体の通路３９２内に配置される。身体の通路３９２は、壁３９０を有する。ＣＭＵＴアレイ２１０は、標的組織３８０に超音波２７０を放射する。超音波２７０は、標的組織３８０において少なくとも部分的に熱３７０に変換される。熱３７０の一部は、隣接する非標的組織に拡散し得る。加えて、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００と壁３９０などの標的組織３８０との間の非標的組織は、超音波２７０に直接さらされ、結果として、この非標的組織において、いくらかの量の熱３７０が直接生成される。熱電冷却器２２０は、壁３９０の少なくとも一部を冷却して、熱による壁３９０の損傷を防止する。
【００９４】
図４は、ＣＭＵＴアレイ２１０を介して熱電冷却器２２０を非標的組織２９０に熱的に結合する１つのＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置４００を示す。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置４００は、図２のＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の一実施形態である。熱電冷却器２２０は、ＣＭＵＴアレイ２１０との直接的または間接的な熱的結合４８０にある。ＣＭＵＴアレイ２１０は、超音波２７０を標的組織２８０に放射するように配置されたときに非標的組織２９０との熱的結合４７０を有する。ＣＭＵＴアレイ２１０は、非標的組織２９０との直接熱的結合４７０、または固定具２６０を介した非標的組織２９０との間接熱的結合４７０にあってもよい。一実施形態では、ＣＭＵＴアレイ２１０の超音波放出面２１２は、非標的組織２９０と熱的結合４７０にあり、熱電冷却器２３０は、超音波放出面２１２とは反対側のＣＭＵＴアレイ２１０の側面と熱的結合４８０にある。したがって、ＣＭＵＴアレイ２１０は、熱電冷却器２３０と非標的組織２９０との間に熱的経路を形成する。
【００９５】
動作中、電圧降下は、熱電冷却器２２０に加えられ、ペルチェ効果を通じて高温側４２４および低温側４２２を発生させる。電圧降下の方向は、各熱電冷却器２２０の低温側４２２がＣＭＵＴアレイ２１０と熱的結合４８０にあり、ＣＭＵＴアレイ２１０が非標的組織２９０と熱的結合４７０にある方向である。
【００９６】
図５は、別のＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００を示す。このＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００は、ＣＭＵＴアレイ２１０を介して熱電冷却器２２０を非標的組織２９０に熱的に結合するように構成されており、熱電冷却器２２０はＣＭＵＴアレイ２１０を通過する熱的経路を介して非標的組織２９０を冷却し得るようになっている。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００は、図４のＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置４００の一実施形態である。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００は、ＣＭＵＴアレイ２１０の超音波放出面２１２に連結されたレンズ５１０を備えている。レンズ５１０は、例えば、標的組織２８０に超音波２７０を集束させる。一実施形態では、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００は、細長く、図１のカテーテル１１０などのカテーテル内に実装されるために構成されており、細長い次元（図３の細長い次元３４０を参照）は、カテーテルの長手方向軸線と整列している。この実施形態では、レンズ５１０は、超音波２７０を高さ方向におけるある距離に集束させる（図３の高さ方向３５０を参照）。すなわち、レンズ５１０は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００の細長い次元３４０に垂直な方向に沿って超音波２７０の放射を操作する。動作中、レンズ５１０は、（場合によっては固定具２６０を介して）非標的組織２９０と物理的に接触し、したがって、ＣＭＵＴアレイ２１０と非標的組織２９０との間の熱的結合を確立する。レンズ５１０は、熱電冷却器２２０と非標的組織２９０との間の熱的経路の一部を形成する。図５に示す実施形態では、熱電冷却器２２０は、超音波放出面２１２とは反対側のＣＭＵＴアレイ２１０の側面に取り付けられるか、または一体的に製造される。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、熱電冷却器２２０は、（ａ）ＣＭＵＴアレイ２１０の別の側面、（ｂ）固定具２６０、または（ｃ）ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００が実装されるカテーテルの管に取り付けられてもよい。
【００９７】
一実施形態では、熱電冷却器２２０は、熱接着剤によってＣＭＵＴアレイ２１０に結合される。他の実施形態では、熱電冷却器２２０は、ＣＭＵＴアレイ２１０に接触結合される。さらに他の実施形態では、固定具２６０は、ＣＭＵＴアレイ２１０と物理的に接触する熱電冷却器２２０を保持する。本発明の範囲から逸脱することなく、中間基板（例えば、ＣＭＵＴアレイ２１０および熱電冷却器２２０の一方または両方との電気接続を含む）は、ＣＭＵＴアレイ２１０と熱電冷却器２２０との間に配置されてもよい。さらに他の実施形態では、ＣＭＵＴアレイ２１０は、熱電冷却器２２０上に直接製造される。
【００９８】
レンズ５１０は、ポリジメチルシロキサン（例えば、シルガード、例えば、シルガード１６０）などのシリコーンゴム、またはポリジメチルシロキサンよりも低い超音波減衰係数を有する別のシリコーンゴム（例えば、モメンティブＲＴＶ−６１５などの室温硬化性シリコーン）から実質的に構成されてもよい。超音波減衰係数が低いことを特徴とするレンズ材料は、レンズ５１０によって吸収される超音波の量を減らし、（ａ）超音波の標的組織２８０への伝達を最大化し、（ｂ）レンズ５１０の超音波誘導加熱による非標的組織２９０の加熱を最小化する。尿道１９４から前立腺１９２を超音波治療するために、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００が尿道カテーテル内に実装されるように構成されるとき、レンズ５１０の焦点距離は、１０ミリメートルと２０ミリメートルの間の範囲であってもよく、一例では１５ミリメートルである。
【００９９】
図６は、例示的な使用シナリオにおけるＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置４００または５００の一実施態様を示している。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置４００／５００は、標的組織３８０を治療するために身体の通路３９２内に配置されたときに、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置４００／５００が壁３９０と物理的に接触して、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置４００／５００と壁３９０との間の物理的接触を確実にするようなサイズである。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置４００／５００の実装は、ＣＭＵＴアレイ２１０およびレンズ５１０（およびオプションとして固定具２６０）を介して、熱電冷却器２２０の低温側４２２と壁３９０との間の熱的結合を確実にする。
【０１００】
図７は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００（ＣＭＵＴアレイ２１０および熱電冷却器２２０を有する）と、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００から遠ざかる方向に熱を伝導する固体熱伝導体７１０と、を備える１つの医療装置７００を示す。医療装置７００は、図４のＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置４００の一実施形態である。固体熱伝導体７１０は、各熱電冷却器２２０の高温側４２４に熱的に結合される。熱電冷却器２２０が非標的組織２９０を冷却すると、熱は高温側４２４に運ばれ、固体熱伝導体７１０によって熱電冷却器２２０から離れる方向に伝導される。
【０１０１】
一実施形態では、固体熱伝導体７１０は、銅、銀、および／またはアルミニウムなどの金属を含むか、または実質的にそのような金属から構成される。一例では、固体熱伝導体７１０は、銅棒などの金属棒である。他の例では、固体熱伝導体７１０は、複数の編組銅線などの複数の編組金属線を含む。編組金属ワイヤは、例えば、個体金属導体７１０への利用可能な経路が直線でない場合、個体金属導体７１０が曲がることを許容するように構成されてもよい。そのような柔軟性は、固体熱伝導体７１０が身体の通路３９２を通過するカテーテルに沿って配置されるとき、特に固体金属導体７１０が身体の通路３９２に長期間置かれる状況で、またはカテーテルの再配置／方向転換が必要な場合に、患者の快適さを有利に改善し得る。他の実施形態では、固体熱伝導体７１０は、非金属熱伝導体、例えば、熱伝導性ナノファイバーなどの熱伝導性ナノ材料を含むか、または実質的に非金属熱伝導体から構成される。さらに他の実施形態では、固体熱伝導体７１０は、熱伝導性ナノ複合材料を含むか、または実質的に熱伝導性ナノ複合材料から構成される。さらに他の実施形態では、固体熱伝導体７１０は、メタマテリアルを含むか、または実質的にメタマテリアルから構成される。
【０１０２】
固体熱伝導体７１０は、医療装置７００を越えて延びてもよく、医療装置７００から遠ざかる方向に熱７８０をさらに伝導することができる。例えば、カテーテル１１０内に実装されるとき、固体熱伝導体７１０は、近位端１０２に向かって少なくとも途中まで延びて、熱７８０を熱電冷却器２２０および非標的組織２９０から除去することができる。熱７８０は、カテーテル１１０の長さの一部に沿って分配され、および／または固体熱伝導体７１０によって、カテーテル１１０の外側、例えばハンドル１２０内に配置された熱交換器（図示せず）に伝導される。
【０１０３】
図８は、１つの１次元（１Ｄ）ＣＭＵＴアレイ８００を示す。図８は、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００の超音波放出面８１２の上面図を示す。１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００は、ＣＭＵＴアレイ２１０およびＣＭＵＴアレイ１１２の一実施形態である。１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００は、軸線８９０に沿って配置されたＣＭＵＴ素子８２０の１次元アレイを有する基板８１０（例えば、シリコン基板）を備えている。図面を明確にするために、図８では、すべてのＣＭＵＴ素子８２０に符号が付されているわけではない。軸線８９０は、関連する装置がカテーテル１１０内に実装されるとき、カテーテル１１０の長手方向軸線に実質的に平行である方向を指す。本明細書では、カテーテル１１０の長手方向軸線は、近位端１０２から末端１０４までのカテーテル１１０によって表された一般的な経路を指す。この経路は、直線であってもよく、または直線でなくてもよい。したがって、カテーテル１１０の長手方向軸線の方向は、近位端１０２と末端１０４との間の経路に沿って変化し得る。
【０１０４】
１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００は、軸線８９０に沿った範囲８８０と、軸線８９０に垂直な範囲８８２と、を有する。一実施形態では、範囲８８０は範囲８８２よりも大きく、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００は軸線８９０に沿って細長い。身体の通路３９２の長さ（例えば、図３参照）に沿って概ね方向付けられた軸線８９０を備えた、身体の通路３９２への挿入を意図したＣＭＵＴアレイ８００の実施形態の場合、範囲８８２は、身体の通路３９２の幅によって制限され得る。その一方で、範囲８８０は、身体の通路３９２の長さに沿った方向における標的組織３８０の典型的な範囲に基づいて構成され得る。尿道カテーテルでの実施に適合された一実施形態では、範囲８８２は、２．５ミリメートルから３．５ミリメートルの範囲、または３．０ミリメートルから３．２ミリメートルの範囲であり、範囲８８０は、１０ミリメートルから５０ミリメートルの範囲である。例えば、０．２ミリメートルの中心間間隔を有する１２８個のＣＭＵＴ素子８２０を有する実施形態では、範囲８８０は約１インチである。尿道カテーテルでの実施に適合した他の実施形態では、範囲８８２は５ミリメートル以下である。
【０１０５】
ＣＭＵＴ素子８２０の数は、本発明の範囲から逸脱することなく、図８に示される数とは異なっていてもよい。例えば、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００は、１２８個または２５６個のＣＭＵＴ素子８２０を備えてもよい。各ＣＭＵＴ素子８２０は、図８に示されるように、細長い長方形の形状を有してもよく、または正方形、円形、楕円形などの異なる形状を有してもよい。
【０１０６】
各ＣＭＵＴ素子８２０は、１つまたは複数のＣＭＵＴセル１５０を備えている。ＣＭＵＴ素子８２０の各ＣＭＵＴセル１５０において、膜１６０は、超音波放出面８１２と同じ方向を向いたＣＭＵＴ素子８２０の側面８２２に電極１６２を有する。各ＣＭＵＴセル１５０の電極１６２への電気接続部（明確にするために図８には示されていない）は、超音波放出面８１２上に位置するか、または基板８１０を通って基板８１０の超音波放出面８１２とは反対側の側面に位置し得る。ＣＭＵＴ素子８２０の各ＣＭＵＴセル１５０において、基板１８０（図１参照）は、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００のすべてのＣＭＵＴセル１５０の間で共有され、かつ単一の電気接続部を有する基板８１０の層であってもよい。この層は、超音波放出面８１２とは反対側の基板８１０の側からＣＭＵＴ素子８２０の電極１６２へのウェーハ貫通電気接続部によって遮断され得る。１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００がカテーテル１１０内に実装されるとき、フレックスケーブルは、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００の電気接続部を、ＣＭＵＴ素子８２０を駆動するように構成された電子回路に接続してもよい。この電子回路は、例えば、ハンドル１２０内に配置されるか、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の形態でＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１１６に統合される。
【０１０７】
１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００は、超音波２７０のビーム形成と互換性があり、ＣＭＵＴ素子８２０のいくつかは、電気駆動信号を受信する。この電気駆動信号は、他のＣＭＵＴ素子８２０によって受信される信号と比較して位相シフトされる。１つのビーム形成シナリオでは、ＣＭＵＴ素子８２０は、８つの異なるグループに分割される。同じグループに属するすべてのＣＭＵＴ素子８２０は、同じ電気駆動信号を受け取るが、ＣＭＵＴ素子８２０の異なるグループは、異なる電気駆動信号を受け取ることができる。ＣＭＵＴ素子８２０は、より多いまたはより少ないグループに分割され得るが、８つの異なるグループは、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００によって生成されたビーム形成された超音波の十分な空間分解能を達成することが見出される。
【０１０８】
１つの使用シナリオでは、ＣＭＵＴ素子８２０のいくつかは、標的組織２８０を治療するための超音波２７０を生成することに専ら使用され、他のＣＭＵＴ素子８２０は、標的組織２８０の超音波撮像を実行する。別の使用シナリオでは、ＣＭＵＴ素子８２０の少なくともいくつかは、ある期間において、標的組織２８０を治療するための超音波を生成し、他の期間において、標的組織２８０の超音波撮像を実行してもよい。
【０１０９】
ある実施形態では、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００は、超音波放出面８１２上に配置されたか、または超音波放出面８１２の位置またはその近傍で基板８１０に形成された１つまたは複数のセンサ８３０／８３２をさらに備えている。図示を明確にするために、すべてのセンサ８３０／８３２は、図８において符号が付されているわけではない。各センサ８３０／８３２は、センサ２３０の一実施形態であり、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００の近傍の組織の特性を感知する。一実施形態では、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００は、１つまたは複数の温度センサ８３０および／または１つまたは複数の圧力センサ８３２を備えている。センサ８３０／８３２は、図８に示すように、ＣＭＵＴ素子８２０によって占められる超音波放出面８１２の部分に配置されてもよく、または代替的に、超音波放出面８１２のこの部分の外側に配置されてもよい。図２に示す実施形態では、センサ８３０／８３２の存在は、ＣＭＵＴ素子８２０の一部の活動領域を縮小する。本発明の範囲から逸脱することなく、すべてのＣＭＵＴ素子８２０は、他のＣＭＵＴ素子８２０と比較して、いくつかのＣＭＵＴ素子８２０のサイズを空間的に制限することなく、同一のサイズであってもよく、センサ８３０／８３２は、超音波放出面８１２上に配置されてもよい。
【０１１０】
１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８２０は、レンズ５１０が軸線８９０に垂直な次元でＣＭＵＴアレイ８００から放射された超音波２７０の範囲を操作するように、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００に実装されてもよい。この実施態様では、超音波２７０のビーム形成は、超音波２７０の２次元集束を達成するために、レンズ５１０の作用と組み合わされてもよい。
【０１１１】
図９は、１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００を示す。図９は、１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００の超音波放出面８１２の上面図を示す。１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００は、ＣＭＵＴアレイ２１０の一実施形態であり、ＣＭＵＴアレイ１１２の一実施形態である。「１．５Ｄ」は、ビーム形成の分野における技術用語である。１．５Ｄ振動子アレイは、（ａ）第１の次元では高い空間分解能を有し、直交する第２の次元でははるかに限られた空間分解能を有し、（ｂ）第１の次元に平行な線について対称であり、かつ第２の次元では中央に位置するように動作する２次元振動子アレイである。例えば、１．５次元振動子アレイは、各行に１２８または２５６の振動子を有する３つの行を有し、３×１２８または３×２５６の振動子を有するアレイを形成してもよい。
【０１１２】
１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００は、１Ｄ ＣＭＵＴアレイ８００に類似しているが、ＣＭＵＴ素子８２０の１次元アレイが、ＣＭＵＴ素子の３つの行：ＣＭＵＴ素子９２０の中央の行９３０、およびＣＭＵＴ素子９２２の２つの外側の行９３２に置き換えられる点で相違する。行９３０および９３２の各々は、Ｎ個のＣＭＵＴ素子９２０／９２２（ここで、Ｎは、１２８または２５６のような３よりも有意に大きい整数である）を有し、ＣＭＵＴ素子９２０／９２２の３×Ｎのアレイ（配列）を形成する。ＣＭＵＴ素子９２２は、ＣＭＵＴ素子８２０と類似しているが、軸線８９０に垂直な方向においてより小さい範囲を有してもよい。ＣＭＵＴ素子９２０は、軸線８９０に垂直な方向においてＣＭＵＴ素子９２０よりも小さい範囲を有することを除いて、ＣＭＵＴ素子９２０に類似している。本発明の範囲から逸脱することなく、１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００は、ＣＭＵＴ素子のより多くの行、例えば合計５行を含んでもよい。１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００は、軸線８９０に垂直な次元における超音波のある程度のビーム形成を可能にするが、軸線８９０に垂直な次元におけるビーム形成の空間分解能は、軸線８９０に平行な次元におけるビーム形成の空間分解能よりも低い。このビーム形成は、１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００から放射された超音波を、軸線８９０に直交する次元において、電子的に集束する機能を有し、１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００の放出面から離れた所望の距離での焦点を達成する。１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００は、電子ビーム形成と連動して超音波を集束するためのレンズ５１０などのレンズを備えて実装されてもよく、または１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００は、レンズ５１０なしで実装され、焦点をビーム形成に依拠してもよい。
【０１１３】
図１０は、１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００を示す。図１０は、１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００の超音波放出面８１２の上面図を示す。１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００は、ＣＭＵＴアレイ２１０の一実施形態であり、ＣＭＵＴアレイ１１２の一実施形態である。「１．７５Ｄ」は、ビーム形成の分野における技術用語である。１．７５Ｄ振動子アレイは、（ａ）第１の次元では高い空間分解能を有し、直交する第２の次元でははるかに限られた空間分解能を有し、（ｂ）第１の次元に平行な線について非対称であり、かつ第２の次元では中央に位置するように動作する２次元振動子アレイである。例えば、１．７５Ｄ振動子アレイは、５つの行を有してもよく、各行に１２８または２５６の振動子があり、５×１２８または５×２５６の振動子を有するアレイを形成してもよい。
【０１１４】
１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００は、ＣＭＵＴ素子の追加の行を含むことを除いて、１．５Ｄ ＣＭＵＴアレイ９００と類似している。１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００は、ＣＭＵＴ素子の５つの行を含む：ＣＭＵＴ素子１０２０の中央の行１０３０、行１０３０に隣接するＣＭＵＴ素子１０２２の２つの行１０３２、およびＣＭＵＴ素子１０２４の２つの外側の行１０３４。行１０３０、１０３２、１０３４の各々は、Ｎ個のＣＭＵＴ素子１０２０／１０２２／１０２４（ここで、Ｎは、１２８または２５６のような５よりも有意に大きい整数である）を有し、ＣＭＵＴ素子１０２０／１０２２／１０２４の５×Ｎ配列を形成する。ＣＭＵＴ素子１０３０は、ＣＭＵＴ素子８２０と類似しているが、軸線８９０に垂直な方向の範囲が小さくてもよい。ＣＭＵＴ素子１０２２は、軸線８９０に垂直な方向においてＣＭＵＴ素子１０２０よりも小さい範囲を有することを除いてＣＭＵＴ素子１０２０に類似しており、ＣＭＵＴ素子１０２４は、軸線８９０に垂直な方向においてＣＭＵＴ素子１０２２よりも小さい範囲を有することを除いてＣＭＵＴ素子１０２２に類似している。本発明の範囲から逸脱することなく、１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００は、ＣＭＵＴ素子の行をさらに含んでもよい。１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００は、軸線８９０に垂直な方向の次元における超音波のビーム形成をある程度可能にするが、軸線８９０に垂直な方向の次元におけるビーム形成の空間分解能は、軸線８９０に平行な方向の次元におけるビーム形成の空間分解能よりも低い。このビーム形成は、１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００から放射された超音波を、軸線８９０に直交する次元において、電子的に集束する機能を有し、１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００の放出面から離れた所望の距離での焦点を達成するだけでなく、軸線８９０に直交する次元に沿った所望の位置での焦点を達成する。１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００は、電子ビーム形成と連動して超音波を集束するためのレンズ５１０などのレンズを用いて実装されてもよく、または１．７５Ｄ ＣＭＵＴアレイ１０００は、レンズ５１０を用いずに実装され、焦点をビーム形成に依拠してもよい。
【０１１５】
図１１は、２次元アレイに配置された複数のＣＭＵＴ素子１１２０を含む２次元（２Ｄ）ＣＭＵＴアレイ１１００を図示している。ＣＭＵＴ素子１１２０は、ＣＭＵＴ素子８２０と類似している。図１１は、２Ｄ ＣＭＵＴアレイ１１００の超音波放出面８１２の上面図である。ＣＭＵＴアレイ１１００は、ＣＭＵＴアレイ２１０の一実施形態であり、ＣＭＵＴアレイ１１２の一実施形態である。図示を明確にするために、図１１は、２Ｄ ＣＭＵＴアレイ１１００が５×２０のＣＭＵＴ素子１１２０を有するものとして描いているが、２Ｄ ＣＭＵＴアレイ１１００は、１０×１２８のＣＭＵＴ素子１１２０や、２０×２５６のＣＭＵＴ素子１１２０や、それらの間など、より多くの数のＣＭＵＴ素子１１２０を含んでもよい。ある実施形態では、２Ｄ ＣＭＵＴアレイ１１００は、軸線８９０に垂直な次元において、ＣＭＵＴアレイ９００および１０００によって提供されるビーム形成の空間分解能よりも高い空間分解能のビーム形成を可能にする。
【０１１６】
２Ｄ ＣＭＵＴアレイ１１００は、センサ１１３０および／またはセンサ１１３２を含んでもよい。センサ１１３０はセンサ８３０に類似しており、センサ１１３２はセンサ８３２に類似している。センサ１１３０／１１３２の各々は、ＣＭＵＴ素子１１２０によって形成されたアレイ内の１つの場所を占めてもよく、この１つの特定の場所がＣＭＵＴ素子１１２０の代わりにセンサ１１３０／１１３２を有してもよい。あるいは、センサ１１３０／１１３２は、ＣＭＵＴ素子１１２０の２次元アレイと干渉しない位置に配置される。本発明の範囲から逸脱することなく、ＣＭＵＴ素子１１２０の形状は、図１１に示されているものとは異なっていてもよい。例えば、各ＣＭＵＴ素子１１２０は、正方形、長方形、または楕円形であってもよい。
【０１１７】
図１２Ａおよび１２Ｂは、１つのＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００を図示している。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の一実施形態である。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００は、ＣＭＵＴアレイ２１０が熱電冷却器１２１０上に直接配置または直接形成された熱電冷却器１２１０を備えている。熱電冷却器１２１０は、熱電冷却器２２０または１１４の一実施形態である。図１２Ａは、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００の断面図であり、この断面はＣＭＵＴアレイ２１０の超音波放出面２１２に垂直な平面である。図１２Ｂは、熱電冷却器１２１０の半導体の上面図であり、超音波放出面２１２から熱電冷却器１２１０の半導体に向かう方向の図である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、以下の説明において共に見るのが最適である。
【０１１８】
熱電冷却器１２１０は、電極１２３０によって直列に電気的に結合された複数のｎ型半導体１２２０および複数のｐ型半導体１２２２を含む。図１２Ｂの線１２９０によって示されるように、複数のｎ型半導体１２２０および複数のｐ型半導体１２２２は交互に配列され、前記直列を形成する。本発明の範囲から逸脱することなく、電極１２３０は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示されているものとは異なる配置であってもよく、線１２９０は、異なる経路をとってもよい。さらに、ｎ型半導体１２２０の数およびｐ型半導体１２２２の数は、図１２Ｂに示されているものとは異なっていてもよいことは理解されるべきである。動作において、電圧降下は、直列に並ぶｎ型半導体１２２０およびｐ型半導体１２２２を横切って印加され、ＣＭＵＴアレイ２１０を向いた熱電冷却器１２１０の低温側１２５２と、ＣＭＵＴアレイ２１０から離れる方向を向いた熱電冷却器１２１０の高温側１２５０を形成する。熱電冷却器１２１０は、高温側１２５０上のｎ型半導体１２２０とｐ型半導体１２２２とを熱的に結合する熱伝導体１２４０をさらに含む。オプションとして、熱電冷却器１２１０はさらに、低温側１２５２上のｎ型半導体１２２０とｐ型半導体１２２２とを熱的に結合する熱伝導体１２４２を含む。あるいは、ＣＭＵＴアレイ２１０の一部は、熱伝導体１２４２を形成する。熱伝導体１２４０、１２４２の各々は、電気絶縁体である。一例では、熱伝導体１２４０、１２４２の各々は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、または別の熱伝導性誘電体の薄膜から形成される。
【０１１９】
ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００で構成されるように、ＣＭＵＴアレイ２１０および熱電冷却器２２０の一実施形態を形成する。図１２Ａには示されていないが、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００は、ＣＭＵＴアレイ２１０の超音波放出面２１２上に配置されたレンズ５１０をさらに含んでもよい。
【０１２０】
ある実施形態では、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００は、高温側１２５０に熱的に結合され、高温側１２５０から遠ざかる方向に熱を伝導するように構成された固体熱伝導体１２６０を含む。固体熱伝導体１２６０は、固体熱伝導体７１０の一実施形態である。
【０１２１】
図１３は、２つの平面ＣＭＵＴサブアレイ１３１０（１）および１３１０（２）の間に調節可能な角度を有する１つのＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１３００を図示している。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１３００は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の一実施形態である。ＣＭＵＴサブアレイ１３１０（１）および１３１０（２）は、熱電冷却器１３２０（１）および１３２０（２）にそれぞれ熱的に結合されている。それぞれの熱電冷却器１３２０と対になったＣＭＵＴサブアレイ１３１０の各例は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００に類似していてもよい。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１３００は、熱電冷却器１３２０（１）、１３２０（２）の高温側にそれぞれ熱的に結合された固体熱伝導体１３３０（１）、１３３０（２）をさらに含んでもよい。
【０１２２】
ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１３００は、矢印１３５０で示されるように、（ａ）ＣＭＵＴサブアレイ１３１０（２）および関連する熱電冷却器１３２０（２）（およびオプションとして固体熱伝導体１３３０（２））を、（ｂ）ＣＭＵＴサブアレイ１３１０（１）および関連する熱電冷却器１３２０（１）（およびオプションとして、固体熱伝導体１３３０（１））に対して相対的に旋回させることを可能にするヒンジ１３４０を含む。この旋回運動は、ＣＭＵＴサブアレイ１３１０によって生成された超音波２７０を標的組織２８０に導くのに役立つ可能性があるし、および／または身体の通路３９２の曲率に適合するＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１３００の能力を向上させるのに役立つ可能性がある。
【０１２３】
ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１３００は、軸線８９０に沿った方向に範囲１３８０を有する。範囲１３８０は、例えば、１０ミリメートルから５０ミリメートルの間の範囲にある。
【０１２４】
図１４は、２つの平面ＣＭＵＴサブアレイ１４１０（１）および１４１０（２）がその間に調節可能な角度を有する１つのＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１４００の図である。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１４００は、ＣＭＵＴサブアレイ１４１０（１）と同一平面から離れる方向に角度１４２０だけＣＭＵＴサブアレイ１４１０（２）を旋回させることが可能なＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１３００の一実施形態である。角度１４２０は、例えば、１０度と３０度の間など、３０度までの範囲である。
【０１２５】
図１５は、２つの平面ＣＭＵＴサブアレイ１５１０（１）および１５１０（２）が互いに離れて角度を付けられた１つのＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００を図示している。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の一実施形態である。ＣＭＵＴサブアレイ１５１０（１）および１３１０（２）は、熱電冷却器１５２０（１）および１５２０（２）にそれぞれ熱的に結合されている。それぞれの熱電冷却器１５２０と対になったＣＭＵＴサブアレイ１５１０の各例は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００に類似していてもよい。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００は、熱電冷却器１５２０（１）および１５２０（２）の高温側にそれぞれ熱的に結合される固体熱伝導体１５３０（１）および１５３０（２）をさらに含んでもよい。本発明の範囲から逸脱することなく、熱電冷却器１５２０（１）および１５２０（２）は、ＣＭＵＴサブアレイ１５１０（１）および１５１０（２）の両方に熱的に結合された単一の熱電冷却器として実装されてもよい。
【０１２６】
ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００は、（ａ）ＣＭＵＴサブアレイ１５１０（２）および関連する熱電冷却器１５２０（２）（およびオプションとして、固体熱伝導体１５３０（２））を、（ｂ）ＣＭＵＴサブアレイ１５１０（１）および関連する熱電冷却器１５２０（１）（およびオプションとして、固体熱伝導体１５３０（１））に対して、ＣＭＵＴサブアレイ１５１０の超音波放出面１５１２が互いにある程度離れて対向するような角度で位置決めする機械的カプラー１５４０を含む。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００は、それによって、単一の平面ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置によって達成可能な角度範囲よりも大きい角度範囲を有する。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００がカテーテル１１００に実装されたときに、各超音波放出面１５１２がカテーテル１１００の長手方向軸線に実質的に平行な状態でＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００が方向付けされるように、各超音波放出面１５１２は軸線８９０に実質的に平行である。尿道１９４からの前立腺１９２の超音波治療を意図した実施態様では、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００の２つの超音波放出面１５１２は、前立腺１９２の超音波治療中にＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００の回転がより少ないかまたは全く必要とされないような、例えば、前立腺１９２のより大きな部分の同時超音波曝露を容易にする。
【０１２７】
一実施形態では、超音波放出面１５１２の法線ベクトル１５１４間の角度は、４５度と９０度の間、例えば６０度と６５度の間の範囲である。各ＣＭＵＴサブアレイ１５１０は、軸線８９０に平行な次元で横長である。
【０１２８】
ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００は、軸線８９０に直交する次元で範囲１５８２を有する。範囲１５８２は、例えば、尿道カテーテルにおける実施態様と互換性のある実施形態では、２．５ミリメートルと３．５ミリメートルの間の範囲内、または２ミリメートルと５ミリメートルの間の範囲内である。
【０１２９】
図１６は、２つの平面ＣＭＵＴサブアレイ１６１０（１）および１６１０（２）が互いに離れて角度を付けられた１つのＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１６００の図である。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１６００は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１５００の一実施形態であり、各ＣＭＵＴサブアレイ１６１０は、軸線８９０に平行な次元で横長である。
【０１３０】
図１７は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ振動子装置を有する１つのカテーテル１７００を示す。図１７は、カテーテル１７００の長手方向軸線１７９０に平行な断面を示すカテーテル１７００の断面図である。一実施形態では、カテーテル１７００は、長手方向軸線１７９０の方向がカテーテル１７００の長さに沿って常に一定であるように、剛直である。他の実施形態では、カテーテル１７００は可撓性があり、長手方向軸線１７９０の方向がカテーテル１７００の長さに沿って変化するように曲がっていてもよい。この実施形態に関連して、図１７の断面図は、直線構成のカテーテル１７００の図に対応する。本発明の範囲から逸脱することなく、カテーテル１７００は、剛直な態様または可撓性の態様のいずれかで、常に曲げられた構成を有していてもよい。この場合、図１７の断面図は、カテーテル１７００の直線化されたバージョンに対応する。
【０１３１】
カテーテル１７００は、カテーテル１１０の一実施形態である。カテーテル１７００は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００と固体熱伝導体１７２０と、を備えている。カテーテル１７００は、カテーテル１７００のカテーテル先端１７１０内にＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００を備えており、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００はカテーテル１７００の末端１０４に位置している。固体熱伝導体１７２０は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の熱電冷却器２２０に連結され、末端１０４から近位端１０２に向かってカテーテル１７００に沿って延び、熱電冷却器２２０から遠ざかる方向に熱を伝導する。
【０１３２】
一実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、銅、銀、および／またはアルミニウムなどの金属を含むか、または実質的にそのような金属で構成される。一実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、銅棒などの金属棒である。他の例では、固体熱伝導体１７２０は、複数の編組金属線、例えば複数の編組銅線を含む。編組金属線は、例えば、固体熱伝導体１７２０に利用可能な経路が直線でない場合に、固体熱伝導体１７２０が撓むことを可能にするように構成されていてもよい。図７および固体熱伝導体７１０を参照して上述したように、このような柔軟性は、カテーテル１７００が身体の通路３９２内に配置されるとき、特にカテーテル１７００が長期間にわたって身体の通路３９２内に放置される場合、またはカテーテル１７００の再配置／方向転換が必要とされる場合に、患者の快適性を向上させることができる。他の実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、非金属熱伝導体、例えば熱伝導性ナノファイバーのような熱伝導性ナノ材料を含むか、または実質的に非金属熱伝導体から構成される。さらに他の実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、熱伝導性ナノ複合材料を含むか、または実質的に熱伝導性ナノ複合材料から構成される。さらに他の実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、メタマテリアルを含むか、または実質的にメタマテリアルから構成される。
【０１３３】
図１７に示された実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００から除去された熱の少なくとも一部をカテーテル１７００の外に伝導するために、近位端１０２の極限まで延在する。カテーテル１７００のこの実施形態は、固体熱伝導体１７２０に連結された熱交換器１７３０と共に装置１７５０に実装されてもよい。熱交換器１７３０は、近位端１０２またはそれを超えた位置に配置される。熱交換器１７３０は、カテーテル１７００が挿入される身体の通路の外側で固体熱伝導体１７２０を冷却する。熱交換器１７３０は、液体冷却または気体冷却を採用してもよい。一例では、熱交換器１７３０は、固体熱伝導体１７２０を冷却するための冷却フィンを含む。他の例では、熱交換器１７３０は、少なくともＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の動作中に、固体熱伝導体１７２０を冷却するために、固体熱伝導体１７２０によって液体または気体を循環させる。装置１７５０は、熱交換器１７３０をハンドル１７４０内に実装してもよい。ハンドル１７４０は、ハンドル１２０の一実施形態である。
【０１３４】
図１７には示されていない代替の実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、近位端１０２に向かう途中まで延びている。この実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、カテーテルの長さの一部に沿って、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００から除去された熱を、非標的組織と接触するカテーテル壁の温度が設定されたしきい値を超えないことを確実にするためにカテーテルを利用しながら、再分配してもよい。このような一実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、熱を、カテーテル１７００の少なくとも一部に沿って長手方向（長手方向軸線１７９０に関連する）に一様に再分配する。カテーテル１７００のこの実施形態は、ハンドル１７４０と連結されてもよく、ハンドル１７４０を含むが熱交換器１７３０を含まない装置１７５０の代替実施形態を形成してもよい。
【０１３５】
カテーテル１７００は、長手方向軸線１７９０に沿った範囲１７８０と、長手方向軸線１７９０に直交する次元の範囲１７８２と、を有する。軸１７９０に直交するカテーテル１７００の断面は、範囲１７８２が直径であるように、円形であってもよい。一実施形態では、範囲１７８０は、末端１０４が身体の通路３９２内に配置され、かつ標的組織３８０またはその近傍に位置しつつ、近位端１０２が身体の通路３９２の出口または身体の通路３９２の外側にあることができるように、十分に長い。ある実施形態では、範囲１７８２は、２ミリメートルから１０ミリメートルの範囲である。そのような一実施形態では、カテーテル１７００は尿道カテーテルとして構成され、範囲１７８２は、３ミリメートルから７ミリメートルの範囲内であってもよく、一例では約５ミリメートルである。
【０１３６】
図１８は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置を有する別のカテーテル１８００を、図１７で使用したものと類似の断面図で示す。カテーテル１８００は、カテーテル１７００の一実施形態であり、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００から近位端１０２への電気接続部１８２０をさらに備えている。電気接続部１８２０は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００を外部電子回路１８３０に接続するように構成されている。電子回路部１８３０は、（ａ）電気接続部１８２０の一部を介してＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００のＣＭＵＴアレイ２１０に送信される駆動信号を生成する超音波駆動回路部と、（ｂ）電気接続部１８２０の他の部分を介してＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の熱電冷却器２２０に電力を供給するペルチェ駆動回路部と、を備える。電子回路１８３０は、電気接続部１８２０の一部を介してＣＭＵＴアレイ２１０から受信した超音波画像信号を受信して処理する回路をさらに備えてもよい。
【０１３７】
カテーテル１８００および電子回路１８３０は、装置１８５０に共に実装されてもよい。一実施形態では、装置１８５０は、電子回路１８３０を含むハンドル１８４０を含む。ハンドル１８４０は、熱交換器１７３０をさらに備えてもよい。
【０１３８】
本発明の範囲から逸脱することなく、電気接続部１８２０の少なくとも一部は、（ａ）電子回路１８３０をＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００に連結することと、（ｂ）ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の熱電冷却器２２０から遠ざかる方向に熱を伝導すること、の両方の機能を有してもよい。この場合、電気接続部１８２０は、固体熱伝導体１７２０に取って代わるか、または固体熱伝導体１７２０の熱伝導能力に対する要求を減少させることができる。そのような一例では、電気接続部１８２０の一部は同軸ケーブルであり、同軸ケーブルの外側導体は熱電冷却器２２０の高温側に熱的に結合され、熱電冷却器２２０から熱を除去する。また、本発明の範囲から逸脱することなく、電子回路１８３０は、装置１８５０の外部に実装されてもよく、例えば、装置１８５０の外側に配置された制御モジュール１４０内に配置されるか、または制御モジュール１４０に統合されてもよい。
【０１３９】
図１９乃至図２１は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置を備えたさらに他のカテーテル１９００を示す。図１９は、図１７で使用されたものと類似の断面図でカテーテル１９００を示す。図２０は、図１９のＡ−Ａ’線で示される断面図でのカテーテル１９００を示す。図２１は、図１９のＢ−Ｂ’線で示される断面図において、カテーテル１９００のカテーテル先端１９１０を示す。図１９乃至図２１は、以下の説明において共に見るのが最適である。
【０１４０】
カテーテル１９００は、カテーテル１７００の一実施形態である。カテーテル１９００は、電気接続部１８２０をさらに備えてもよく、その場合、カテーテル１９００は、カテーテル１８００の一実施形態である。カテーテル１９００は、カテーテル１９００の壁を形成する管状カテーテルジャケット１９２０をさらに備えている。管状カテーテルジャケット１９２０は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の超音波放出面２１２の上方に配置された窓１９２２を有する。窓１９２２は、レンズ５１０、または超音波を透過することができる別の材料を収容してもよい。管状カテーテルジャケット１９２０は、外径２０１０および内径２０１２を有する。尿道カテーテルとして使用するように構成された実施形態では、外径２０１０は、３ミリメートルから７ミリメートルの範囲内にあり、一例では約５ミリメートルであり、内径２０１２は、２．５ミリメートルから６．５ミリメートルの範囲内にあり、一例では約４ミリメートルである。管状カテーテルジャケットは、剛性を有してもよいし、可撓性を有してもよい。一実施形態では、管状カテーテルジャケットは、ステンレス鋼などの金属を含むか、またはステンレス鋼などの金属から実質的に構成される。この実施形態では、管状カテーテルジャケット１９２０は剛性を有する。他の実施形態では、管状カテーテルジャケット１９２０は、ポリマーを含むか、または実質的にポリマーで構成される。管状カテーテルジャケット１９２０のこの実施形態は、剛性を有してもよいし、可撓性を有してもよい。管状カテーテルジャケット１９２０は、固体熱伝導体１７２０と、含まれる場合には電気接続部１８２０と、を備えている（図２０参照）。固体熱伝導体１７２０およびオプションとしての電気接続部１８２０の位置は、本発明の範囲から逸脱することなく、図２０に示されたものとは異なっていてもよい。例えば、固体熱伝導体１７２０は、管状カテーテルジャケット１９２０によって形成される壁に近い位置に配置されてもよい。
【０１４１】
ある実施形態では、固体熱伝導体１７２０（および／または電気接続部１８２０）によって伝導された熱が管状カテーテルジャケット１９２０の壁を介して伝達されるのを防止または低減するために、管状カテーテルジャケット１９２０は熱的に絶縁されている。カテーテル１９００が身体の通路３９２（図３または図６参照）内に配置されている場合、管状カテーテルジャケット１９２０のそのような熱絶縁は、カテーテル１９００から逃げる熱に起因する壁３９０の損傷を防止するのに役立つ。１つのシナリオでは、管状カテーテルジャケット１９２０の熱絶縁は、固体熱伝導体１７２０が壁３９０を焼くことを防止する。一つの熱絶縁性の実施形態では、管状カテーテルジャケット１９２０は、ポリマーまたはゴムのような熱伝導性の悪い固体材料を含むか、またはそのような固体材料から実質的に構成されている。別の熱的に絶縁性のある実施形態では、管状カテーテルジャケット１９２０は、熱伝導率を低くする孔を有する多孔質材料を含むか、またはそのような多孔質材料から実質的に構成される。さらに別の熱的に絶縁性のある実施形態では、管状カテーテルジャケット１９２０は真空層を含む。
【０１４２】
代替的な実施形態では、電気接続部１８２０の絶縁外側シースは、固体熱伝導体１７２０を管状カテーテルジャケット１９２０から少なくとも部分的に熱的に絶縁し、これにより管状カテーテルジャケット１９２０は熱伝導性を有してもよいか、または少なくともあまり効果的でない熱絶縁体であってもよい。そのような実施形態では、固体熱伝導体１７２０は、有利には電気接続部１８２０によって囲まれていてもよい。
【０１４３】
図２１では、ＣＭＵＴアレイ２１０（およびオプションとして、レンズ５１０）の側面に近い領域２１９０に鋭い縁および隙間を有するように描かれているが、カテーテル先端１９１０は、本発明の範囲から逸脱することなく、患者の快適性を向上させ、カテーテル１９００が挿入される身体の通路の損傷を防止するために、滑らかな外表面を有するように構成されてもよい。一例では、領域２１９０におけるカテーテル先端１９１０の輪郭、およびオプションとしてのレンズ５１０におけるカテーテル先端１９１０の輪郭は、管状カテーテルジャケット１９２０の輪郭の続きである。
【０１４４】
図２２は、カテーテル１９００を取り外し可能に収容するように構成された１つのカテーテルスリーブ２２００を示す。図２２は、カテーテルスリーブ２２００およびカテーテル１９００を、図１９で使用されたものと類似の断面図で示す。１つの使用シナリオでは、超音波で標的組織３８０を治療するためにカテーテル１９００を身体の通路３９０２に挿入する前に、カテーテルスリーブ２２００は、カテーテル１９００を覆うように配置される。超音波治療の後、カテーテル１９００は、カテーテルスリーブ２２００から、方向２２９０に沿って身体の通路３９２から抜き出され、カテーテルスリーブ２２００は身体の通路３９２内に留まる。この使用シナリオの変形例では、カテーテルスリーブ２２００は、最初にカテーテル１９００なしで身体の通路３９２内に挿入され、その後、カテーテル１９００は、カテーテルスリーブ２２００内に挿入され、カテーテル１９００を身体の通路３９２内に位置させる。壁３９０（例えば、前立腺１９２に近い尿道１９４の壁）の温度および／または圧力を監視するために、カテーテル１９００による標的組織３８０（例えば、前立腺１９２）の超音波治療の後、カテーテルスリーブ２２００は、ある期間、身体の通路３９２（例えば、尿道１９４）内に留まっていてもよい。さらに、カテーテルスリーブ２２００は、超音波治療の後、例えば治療によって誘発された腫れが沈静化するまで、身体の通路３９２を開いた状態に保つのに役立つこともある。一実施形態では、カテーテルスリーブ２２００が、前立腺１９２の超音波治療を補助するために尿道１９４内で使用するように構成されている場合、治療によって誘発された腫れに起因して起こりうる尿道の完全な閉塞を防止するために、カテーテルスリーブ２２００は、超音波治療後に尿道１９４内に残されてもよく、カテーテルスリーブ２２００を介して膀胱１９６からの尿の通過を可能とする。
【０１４５】
カテーテルスリーブ２２００は、窓２２２２を有する。カテーテル１９００がカテーテルスリーブ２２００に完全に挿入されると、窓２２２２は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の超音波放出面２１２の上方に位置する。窓２２２２は、実際の開口部であってもよく、または窓２２２は、超音波を透過することが可能な材料で覆われていてもよい。代替的な実施形態では、カテーテルスリーブ２２００は、窓２２２２を有していない。この代替実施形態では、カテーテルスリーブ２２００の全てまたはカテーテルスリーブ２２００の一部は、プラスチックなどの超音波を透過する材料で作られている。一実施態様では、超音波透過材料は、治療中にＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００によって占有される領域を包囲し、３６０度の超音波曝露を可能にする。この実施態様のカテーテルスリーブ２２００では、カテーテルスリーブ２２００を尿道１９４に対して相対的に回転させる必要がなく、尿道１９４から前立腺１９２の全てへのアクセスを可能とする。
【０１４６】
カテーテルスリーブ２２００は、剛性または可撓性を有してもよく、またはそれらの組み合わせを有してもよい。例えば、カテーテル先端１９１０を収容するように構成されたカテーテルスリーブ２２００の末端部分は剛性を有してもよく、近位端に近い部分は可撓性を有する。完全にまたは部分的に可撓性のあるカテーテルスリーブ２２００の実施形態は、剛性または可撓性のあるカテーテル１９００の実施形態と互換性があってもよい。
【０１４７】
カテーテルスリーブ２２００は、カテーテルスリーブ２２００が固体熱伝導体１７２０によって伝導される熱から壁３９０を保護することができるように、熱絶縁層を含んでもよいし、実質的に熱絶縁材料で構成されてもよい。
【０１４８】
図２３は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００を有する１つのカテーテル２３５０を図示している。カテーテル２３５０は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００とそれに関連する電気的および熱的接続の取り外しを可能にする管状カテーテルジャケット２３００を採用する。カテーテル２３５０は、取り外し可能な管状カテーテルジャケット２３００として管状カテーテルジャケット１９２０を実装するカテーテル１９００の一実施形態であり、それにより、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００、固体熱伝導体１７２０、およびオプションとして電気接続部１８２０を方向２３９０に沿って管状カテーテルジャケット２３００から取り出すことを可能にする。取り外し可能な管状カテーテルジャケット２３００の機能は、図２２を参照して説明したカテーテルスリーブ２２００と類似していてもよい。
【０１４９】
管状カテーテルジャケット２３００は、窓２３１２を有する。ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００が管状カテーテルジャケット２３００内に完全に挿入されると、窓２３１２は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の超音波放出面２１２の上方に位置する。窓２３１２は、実際の開口部であってもよく、または窓２３１２は、超音波を透過することが可能な材料であってもよい。
【０１５０】
管状カテーテルジャケット２３００、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００、固体熱伝導体１７２０、およびオプションとしての電気接続部１８２０は、共に、カテーテル２３５０を形成する。
【０１５１】
図２４は、固体冷却を有する１つのカテーテルまたはカテーテルスリーブ２４００を示す。カテーテル／カテーテルスリーブ２４００は、管状壁２４１０と、管状壁２４１０に連結された少なくとも１つの熱電冷却器２４２０と、を備えている。管状壁２４１０は、身体の通路３９２に挿入されるように構成され、熱電冷却器２４２０は、身体の通路３９２の壁３９０の少なくとも一部を冷却するように構成されている。熱電冷却器２４２０は、熱電冷却器２４２０と壁３９０との直接的な物理的接触によって壁３９０を冷却してもよく、または熱電冷却器２４２０は、管状壁２４１０を介した熱的結合によって壁３９０を冷却してもよい。管状壁２４１０は、例えば、管状カテーテルジャケット、またはカテーテルスリーブの管状壁である。後者の場合、カテーテルスリーブは、カテーテル／カテーテルスリーブ２４００の他の部分、例えば熱電冷却器２４２０を、カテーテルスリーブ２２００について説明した態様と類似の取り外し可能な態様で収容してもよい。熱電冷却器２４２０に加えて、カテーテル／カテーテルスリーブ２４００は、壁３９０の冷却以外の１つまたは複数の目的を果たす他の機能性を含んでもよい。
【０１５２】
管状壁２４１０は、剛性を有してもよいし、可撓性を有してもよい。一実施形態では、管状壁２４１０は、ステンレス鋼などの金属を含むか、または実質的にそのような金属で構成されている。管状壁２４１０のこの実施形態では、管状壁２４１０は剛性を有している。他の実施形態では、管状壁２４１０は、ポリマーを含むか、または実質的にポリマーで構成される。管状壁２４１０のこの実施形態では、管状壁２４１０は、剛性または可撓性を有してもよく、またはそれらの組み合わせを有してもよい。
【０１５３】
図２５は、その管状壁２５１０に連結された少なくとも１つの熱電冷却器２５２０を有する１つのカテーテルまたはカテーテルスリーブ２５００を図示している。カテーテル／カテーテルスリーブ２５００は、カテーテル／カテーテルスリーブ２４００の一実施形態であり、ここで、熱電冷却器は、身体の通路３９２の壁３９０に熱的に結合された管状壁２４１０内に、または管状壁２４１０上に実装される。カテーテル／カテーテルスリーブ２５００はまた、管状カテーテルジャケット１９２０の一実施形態を形成してもよい。図２５に示す実施形態では、各熱電冷却器２５２０は、管状壁２５１０の外側にある。この実施形態では、各熱電冷却器２５２０は、壁３９０を冷却するために壁３９０と直接物理的に接触してもよい。他の実施形態では、各熱電冷却器２５２０は、管状壁２５１０の内側にあるか、または管状壁２５１０の材料内に形成されており、そのような場合、各熱電冷却器２５２０は、管状壁２５１０の関連部分が壁３９０に熱的に結合されているときに、壁３９０に熱的に結合される。ある使用シナリオでは、壁３９０の一部分を介して標的組織２８０を超音波治療する前または後に、熱電冷却器２５２０は壁３９０のこの部分を冷却する。このシナリオでは、カテーテル／カテーテルスリーブ２５００は、冷却と超音波治療との間において、身体の通路３９２内で回転されてもよく、これによりＣＭＵＴアレイ１１２が壁３９０の一部分を介して標的組織２８０を超音波に曝すように配置される前および／または後に、熱電冷却器２５２０が壁３９０のこの部分と接触する。
【０１５４】
ある実施形態では、カテーテル／カテーテルスリーブ２５００は、ＣＭＵＴアレイ１１２および関連する電気接続部１８２０を管状壁２５１０内に収容するように構成され、したがって、非標的組織２９０を固体冷却した状態で標的組織２８０を超音波治療するためのカテーテル２５５０を形成する。カテーテル２５５０のそのような実施形態では、管状壁２５１０は、ＣＭＵＴアレイ１１２から標的組織２８０への超音波放射を可能とする窓２５１２を形成するか、または含むことができる。窓２５１２は、窓２３１２に類似していてもよい。カテーテル２５５０は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の一実施形態を実装するカテーテル１１０の一実施形態であり、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００は、（ａ）カテーテル壁に結合された熱電冷却器１１４の一実施形態と、（ｂ）カテーテル壁によって囲まれる空間内のＣＭＵＴアレイ１１２とを有する。ＣＭＵＴアレイ１１２および熱電冷却器１１４は、共に、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の一実施形態を形成する。
【０１５５】
カテーテル２５５０の一実施形態では、管状壁２５１０は、ＣＭＵＴアレイ１１２および関連する電気接続部１８２０を管状壁２５１０から方向２５９０に沿って取り出すことを許容する。管状壁２５１０のこの実施形態は、熱電冷却器２５２０と協働して、熱電冷却器２５２０をさらに含む管状カテーテルジャケット２３００の一実施形態を形成する。カテーテル２５５０の関連する実施形態は、カテーテル２５５０の熱電冷却器２５２０が管状壁２５１０に連結されていることを除いて、カテーテル２３５０に類似している。
【０１５６】
図２６は、少なくとも１つの熱電冷却器２５２０と、管状壁２６１０に機械的に連結された固体熱伝導体２６２０とを有する別のカテーテルまたはカテーテルスリーブ２６００を図示している。カテーテル／カテーテルスリーブ２６００は、カテーテル／カテーテルスリーブ２５００の一実施形態であり、管状壁２６１０は、管状壁２５１０の一実施形態であり、固体熱伝導体２６２０は、固体熱伝導体１７２０の一実施形態である。固体熱伝導体２６２０は、熱電冷却器２５２０に熱的に結合されており、熱電冷却器２５２０の動作中に熱電冷却器２５２０の高温側から遠ざかる方向に熱を伝導する。
【０１５７】
固体熱伝導体２６２０と壁３９０との直接的な物理的接触を避けるために、固体熱伝導体２６２０は、管状壁２６１０の内側に配置され、少なくとも管状壁２６１０の熱電冷却器２５２０から離れた部分２６８０の上に位置している。管状壁２６１０は、固体熱伝導体２６２０から管状壁２６１０を介した熱の伝達をさらに防止するために、熱的に絶縁されていてもよい。したがって、管状壁２６１０は、管状壁２６１０と接触している壁３９０の部分を、熱によって誘発される損傷から保護する。管状壁２６１０の熱的に絶縁された実施形態は、管状カテーテルジャケット１９２０のために図１９を参照して説明した材料と類似の材料で構成されてもよい。あるいは、管状壁２６１０が熱伝導体である場合、固体熱伝導体２６２０は、管状壁２６１０から熱的に隔離されていてもよい。
【０１５８】
図２６には、固体熱伝導体２６２０は、管状壁２６１０の近位端２６０２までずっと延びているように示されているが、図１７および固体熱伝導体１７２０を参照して上述したように、熱電冷却器２５２０から近位端２６０２に向かう途中まで延びていてもよい。
【０１５９】
ある実施形態では、カテーテル／カテーテルスリーブ２６００は、図２５およびカテーテル／カテーテルスリーブ２５００を参照して上述した方法と類似の方法で、ＣＭＵＴアレイ１１２および関連する電気接続部１８２０を管状壁２６１０内に収容するように構成され、それにより、非標的組織２９０を固体冷却した状態で標的組織２８０を超音波治療するためのカテーテル２６５０を形成する。カテーテル２６５０のそのような実施形態では、管状壁２６１０は、ＣＭＵＴアレイ１１２から標的組織２８０への超音波放射を可能とする窓２５１２を含んでもよい。カテーテル２６５０は、カテーテル１８００または１９００の一実施形態である。
【０１６０】
カテーテル２６５０の一実施形態では、管状壁２６１０は、ＣＭＵＴアレイ１１１２および関連する電気接続部１８２０を管状壁２６１０から方向２６９０に沿って取り出すことを許容する。管状壁２６１０のこの実施形態は、熱電冷却器２５２０および固体熱伝導体２６２０と協働して、熱電冷却器２５２０および固体熱伝導体２６２０をさらに含む管状カテーテルジャケット２３００の実施形態を形成する。カテーテル２６５０の関連する実施形態は、カテーテル２６５０の熱電冷却器２５２０および固体熱伝導体２６２０が管状壁２６１０に連結されていることを除いて、カテーテル２３５０と類似している。
【０１６１】
図２７Ａおよび図２７Ｂは、熱電冷却を有する１つのカテーテルまたはカテーテルスリーブ２７００を図示している。カテーテル／カテーテルスリーブ２７００は、カテーテル／カテーテルスリーブ２５００の一実施形態である。図２７Ａおよび図２７Ｂは、カテーテル／カテーテルスリーブ２７００の直交断面図であり、以下の説明において共に見るのが最良である。カテーテル／カテーテルスリーブ２７００は、管状壁２７１０と、管状壁２７１０の外側に設けられた１つまたは複数の熱電冷却器２７２０と、を備えている。熱電冷却器２７２０は、管状壁２７１０の外周を囲んでもよいし、管状壁２７１０の外周に沿った１つまたは複数の部分のみを覆っていてもよい。熱電冷却器２７２０は、熱電冷却器２５２０の一実施形態であり、カテーテル／カテーテルスリーブ２５００およびカテーテル／カテーテルスリーブ２６００内のいずれかに実装されてもよい。
【０１６２】
各熱電冷却器２７２０は、（ａ）管状壁２７１０上に配置された熱伝導体２７３０と、（ｂ）管状壁２７１０から離れた位置に配置された熱伝導体２７３２と、（ｃ）金属電極２７５０、２７５２によって電気的に直列に連結された複数のｎ型半導体２７４０と複数のｐ型半導体２７４２と、を備えている。複数のｎ型半導体２７４０と複数のｐ型半導体２７４２は交互に配列され、前記直列を形成する。熱伝導体２７３０および２７３２は電気絶縁体である。動作時には、電圧降下が、直列に並ぶｎ型半導体２７４０およびｐ型半導体２７４２を横切って印加され、熱伝導体２７３２において低温側を形成し、この低温側は身体の通路３９２の壁３９０を冷却することが可能である。
【０１６３】
一実施形態では、熱電冷却器２７２０を支持する管状壁２７１０の少なくとも一部は剛性を有し、ｎ型半導体２７４０およびｐ型半導体２７４２は、管状壁２７１０の曲率に一致する形態で剛的に連結されている。他の実施形態では、熱電冷却器２７２０を支持する管状壁２７１０の少なくとも一部は可撓性を有し、金属電極２７５０、２７５２および熱伝導体２７３０、２７３２は柔軟であり、熱電冷却器２７２０は管状壁２７１０の関連する部分の屈曲に適合することができるようになっている。
【０１６４】
図２７Ｂには示されていないが、カテーテル／カテーテルスリーブ２７００の外表面は滑らかであってもよい。また、本発明の範囲から逸脱することなく、熱電冷却器２７２０は、管状壁２７１０の一部を構成してもよい。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、熱電冷却器２７２０は、管状壁２７１０の内側に実装され、管状壁２７１０に熱的に結合されてもよい。この実施態様では、管状壁２７１０が熱的に結合される管状壁２７１０の少なくとも一部分は、熱電冷却器２７２０が管状壁２７１０を介して身体の通路３９２の壁３９０を冷却することを可能にするように熱的伝導性を有している。そのような一実施態様は、図２８Ａ乃至図２８Ｄを参照して以下に説明される。
【０１６５】
図２８Ａ乃至図２８Ｄは、熱電冷却を有する別のカテーテルまたはカテーテルスリーブ２８００を示す。カテーテル／カテーテルスリーブ２８００は、カテーテル／カテーテルスリーブ２５００の一実施形態である。図２８Ａは、カテーテル／カテーテルスリーブ２８００の斜視図である。図２８Ｂは、長手方向軸線１７９０に直交する平面（図２８Ａの矢印２８Ｂ−２８Ｂ’参照）において、カテーテル／カテーテルスリーブ２８００の末端１０４の近くで切り取られたカテーテル／カテーテルスリーブ２８００の断面図である。図２８Ｃは、長手方向軸線１７９０に直交する平面において、カテーテル／カテーテルスリーブ２８００の近位端１０２に向かってさらに切り取られたカテーテル／カテーテルスリーブ２８００の断面図である（図２８Ａの矢印２８Ｃ−２８Ｃ’を参照のこと）。図２８Ａ乃至図２８Ｃは、以下の説明では共に見るのが最良である。
【０１６６】
カテーテル／カテーテルスリーブ２８００は、（ａ）管状壁２８１０と、（ｂ）管状壁２８１０の熱伝導性パッド２８１２に熱的かつ機械的に結合された１つまたは複数の熱電冷却器２８２０と、（ｃ）熱電冷却器２８２０に熱的に結合された固体熱伝導体２８３０と、を備えている。動作時には、各熱電冷却器の低温側は管状壁２８１０と熱的に接続され、各熱電冷却器の高温側は固体熱伝導体２８３０と熱的に接続されている。熱電冷却器２８２０は、熱電冷却器２５２０の一実施形態であり、カテーテル／カテーテルスリーブ２５００およびカテーテル／カテーテルスリーブ２６００のいずれかに実装されてもよい。各熱電冷却器２８２０は、熱電冷却器２７２０と類似の構造であってもよい。管状壁２８１０は、カテーテル／カテーテルスリーブ２５００の管状壁２５１０の一実施形態であり、かつカテーテル／カテーテルスリーブ２６００の管状壁２６１０の一実施形態である。管状壁２８１０において、熱伝導性パッド２８１２は、管状壁２８１０の熱伝導性部分２８１６から熱伝導性パッド２８１２を熱的に隔離する断熱材２８１４によって囲まれている。熱伝導性部分２８１６は、例えば、熱伝導性パッド２８１２および熱絶縁体２８１４を除く管状壁２８１０の全てである。一実施態様では、熱伝導性部分２８１６は、金属、例えばステンレス鋼である。熱伝導性パッド２８１２は、同様に金属であってもよい。
【０１６７】
管状壁２８１０の他の部分から熱伝導性パッド２８１２を熱的に隔離することは、熱電冷却器２８２０によって冷却される管状壁２８１０（および、管状壁２８１０と接触している隣接組織）の面積を制限する。この面積制限は、熱電冷却器２８２０が管状壁２８１０のかなり大きな部分または管状壁２８１０のすべてと熱的に接続している場合に達成可能な冷却（これは、熱電冷却器２８２０の過負荷をもたらす可能性がある）と比較して、熱電冷却器２８２０によるより効果的な冷却を容易にしうる。
【０１６８】
固体熱伝導体２８３０は、管状壁２８１０内に配置され、熱電冷却器２８２０から近位端１０２に向かって延びる。固体熱伝導体２８３０は、近位端１０２まで延びてもよいし、近位端１０２に向う途中まで延びてもよい。固体熱伝導体２８３０は、固体熱伝導体１７２０の一実施形態である。一実施形態では、カテーテル／カテーテルスリーブ２８００は、固体熱伝導体２８３０によって伝導された熱を管状壁２８１０に再分配するように構成され、管状壁２８１０の熱質量を利用して、温度を許容可能なレベルに維持しながら熱を収容するように構成される。この実施形態では、固体熱伝導体２８３０は、例えば１つまたは複数の熱コネクタ２８４０を介して、管状壁２８１０の延在部分にわたって熱伝導性部分２８１６と熱的に接続されており、熱伝導性パッド２８１２からの熱が管状壁２８１０のかなり大きな部分に再分配されるようになっている。このプロセスの間に管状壁２８１０のこのより大きな部分の温度が上昇し、隣接する組織を加熱する可能性があるとしても、熱が再分配される管状壁２８１０のこのより大きな部分の面積は、温度上昇が許容可能な範囲内に収まるように十分に大きい。別の実施形態では、固体熱伝導体２８３０は、非熱伝導性ブリッジによって機械的に支持され、固体熱伝導体２８３０が管状壁２８１０と熱短絡を形成するのを防ぐ。
【０１６９】
固体熱伝導体２８１０によって占有されるカテーテル／カテーテルスリーブ２８００の長さに沿った任意の断面において、熱コネクタ２８４０の数は、本発明の範囲から逸脱することなく、図２８Ｃに描かれた４つの熱コネクタ２８４０よりも小さいか、またはそれよりも大きくてもよい。さらに、１つまたは複数の熱コネクタ２８４０は、平板状であってもよく、長手方向軸線１７９０の延長セグメントに沿って固体熱伝導体２８３０と管状壁２８１０との間を延びる。あるいは、複数の棒状の熱コネクタ２８４０は、それぞれが管状壁２８１０のそれぞれの局所的な部分に接続し、管状壁２８１０のより大きな部分に熱を再分配するように協働してもよい。一実施態様では、熱コネクタ２８４０は、管状壁２８１０の一部分にわたって熱を一様に、または少なくとも概ね一様に再分配するように配置されている。熱コネクタ２８４０の形状および厚さは、この均一な、または概ね均一な熱の再分配を達成するために、長手方向軸線１７９０に沿った位置の関数であってもよい。
【０１７０】
本発明の範囲から逸脱することなく、熱伝導性パッド２８１２は、熱電冷却器２８２０の低温側熱伝導体として機能してもよい。
【０１７１】
図２８Ｄは、カテーテル／カテーテルスリーブ２８００の代替実施形態２８００’を示す。図２８は、カテーテル／カテーテルスリーブ２８００’の断面図であり、断面は図２８Ｃと同様の方法で取られている。カテーテル／カテーテルスリーブ２８００’は、（ａ）管状壁２８１０の熱伝導性部分２８１６が熱絶縁性部分２８１６’に置き換えられ、（ｂ）固体熱伝導体２８３０およびオプションとしての熱コネクタ２８４０が固体熱伝導体２８３０’に置き換えられていることを除いて、カテーテル／カテーテルスリーブ２８００と類似している。固体熱伝導体２８３０’は、管状壁２８１０の内部に配置された中空円筒状の伝導体であり、例えば、熱絶縁部分２８１６’の内面に隣接して、または内面上に直接配置される。一実施態様では、固体熱伝導体２８３０’は、近位端１０２まで延び、管状壁２８１０の熱の少なくとも一部を、例えば熱交換器に伝導するように構成されている。別の実施態様では、固体熱伝導体２８３０’の熱質量は、熱電冷却器２８２０による効果的な冷却を可能にしながら、熱電冷却器２８２０によって捕捉された熱を収容するのに十分である。固体熱伝導体２８３０’の厚さは、最適な熱再分配および熱電冷却器２８２０からの熱除去を達成するために、長手方向軸線１７９０に沿った位置の関数であってもよい。
【０１７２】
一実施形態では、熱絶縁部分２８１６’は柔軟性（例えば、可撓性ポリマー）を有し、固体熱伝導体２８３０’は、カテーテル／カテーテルスリーブ２８１０がその長さの少なくとも一部に沿って柔軟性を有するような編組ワイヤコネクタである。この柔軟性は、患者の快適性を高めることができる。
【０１７３】
図２９は、身体の通路３９２のより広い部分に固定されながら、身体の通路３９２の内側から標的組織２８０を超音波治療するためのカテーテルを収容するように構成されたカテーテルスリーブ２９００を示す。一使用シナリオでは、カテーテルスリーブ２９００は、カテーテル１７００またはカテーテル２４００を囲む（収容する）。カテーテルスリーブ２９００は、カテーテルスリーブ２２００の一実施形態を形成してもよい。あるいは、カテーテルスリーブ２９００は、カテーテルを永久的に囲むように構成される。
【０１７４】
カテーテルスリーブ２９００は、ＣＭＵＴアレイ２１０またはＣＭＵＴアレイ１１２などのカテーテルの超音波振動子アレイから放射された超音波を通過させることができる窓２９１２を有する管状ケーシング２９１０を備えている。窓２９１２は、超音波を通過させることができる開口部または材料であってもよい。カテーテルスリーブ２９００は、カテーテルスリーブ２９００の末端１０４に取り付けられた膨張性バルーン２９２０と、その膨張のために流体を膨張性バルーン２９２０に導く導管２９２２をさらに備え、膨張性バルーンを身体の通路３９２のより広い部分に固定する。オプションとして、カテーテルスリーブ２９００は、膨張性バルーン２９２０に対する管状ケーシング２９１０の回転を可能にする回転ジョイント２９４０をさらに備えている。回転ジョイント２９４０は、ＣＭＵＴアレイ２１０がカテーテルスリーブ２９００に連結されるとき、長手方向軸線１７９０の周りのＣＭＵＴアレイ２１０の回転を容易にすることができる。一例では、回転ジョイント２９４０は、−１３５度から＋１３５度の範囲内でのＣＭＵＴアレイ２１０の回転を可能にする。一実施形態では、回転ジョイント２９４０は、例えば５度または１０度ごとの、長手方向軸線１７９０の周りのＣＭＵＴアレイ２１０の離散的な複数の方向付けを可能にするように構成されてもよい。
【０１７５】
カテーテルスリーブ２９００はさらに、末端１０４に流体ポート２９３０を備えていてもよく、さらに導管２９３２を備えていてもよい。導管２９３２は、流体ポート２９３０を通じて身体の通路３９２の一部から受け取った流体を、カテーテルスリーブ２９００を通って近位端１０２に送り、さらにカテーテルスリーブ２９００の外側に送る。
【０１７６】
カテーテルスリーブ２９００は、外部流体処理システムに連結されてもよい。この外部流体処理システムは、導管２９２２を通じて膨張性バルーン２９２０を膨張させるための流体を供給してもよく、オプションとして、導管２９３２を通じて身体の通路３９２からの流体を受け入れるように構成される。
【０１７７】
管状ケーシング２９１０は、剛性または可撓性を有してもよく、あるいはそれらの組み合わせを有してもよい。
【０１７８】
図３０は、膀胱１９６に固定されている間に、尿道１９４の内側から前立腺１９２を超音波治療するための尿道カテーテル３０９０を収容するように構成された尿道カテーテルスリーブ３０００を示す。尿道カテーテル３０９０は、例えば、カテーテル１７００またはカテーテル２４００の一実施形態である。カテーテルスリーブ３０００は、尿道１９４からの前立腺１９２の超音波治療に特に適合したカテーテルスリーブ２９００の一実施形態である。カテーテルスリーブ３０００は、カテーテルスリーブ２２００の一実施形態を形成してもよい。あるいは、カテーテルスリーブ３０００は、尿道カテーテルを永久的に囲む（収容する）ように構成される。図示を明確にするために、図３０は、カテーテルスリーブ３０００の流体導管およびオプションである回転ジョイント２９４０を図示していない。
【０１７９】
動作時においては、カテーテルスリーブ３０００は、尿道カテーテル３０９０と共に、または尿道カテーテル３０９０をカテーテルスリーブ３０００に挿入する前に、尿道１９４に挿入される。次に、カテーテルスリーブ３０００の膨張性バルーン３０２０を膨張させて、カテーテルスリーブ３０００を膀胱１９６に固定する。カテーテルスリーブ３０００は、前立腺１９２における尿道カテーテル３０９０の先端の位置決めを容易にし、例えば、ＣＭＵＴアレイ２１０またはＣＭＵＴアレイ１１２を使用して、尿道カテーテル３０９０の先端から発せられる超音波に前立腺１９２を曝す。使用の一例では、尿道カテーテル３０９０は、尿道カテーテル３０９０による前立腺１９２の超音波治療の後にカテーテルスリーブ３０００から引き抜かれ、一方、カテーテルスリーブ３０００はその位置により長時間放置される。別の使用例では、カテーテルスリーブ３０００および尿道カテーテル３０９０は、共に尿道１９４から取り出される。カテーテルスリーブ３０００は、膨張性バルーン３０２０の収縮後に尿道１９４から取り出される。
【０１８０】
図３０には図示しないが、カテーテルスリーブ３０００は、膀胱１９６からカテーテルスリーブ３０００を通って尿道１９２の外に尿を出す導管２９３２を備えていてもよいことは理解されるべきである。
【０１８１】
管状ケーシング３０１０は、剛性または可撓性を有してもよく、またはそれらの組み合わせを有してもよい。一例では、膀胱１９６から前立腺１９２の近くの領域に及ぶ管状ケーシング３０１０の一部は、前立腺圧による尿道１９４の崩壊を防止し、膀胱１９６からカテーテルスリーブ３０００を通って尿道１９４から出る尿の通過を可能にするために剛性を有する。一方、管状ケーシング３０１０の残りのより近位端に近い部分は、患者の快適さのために可撓性を有する。
【０１８２】
図３１は、カテーテルスリーブ３１００が身体の通路３９２内にあるときに壁３９０の少なくとも１つの特性を感知するための１つまたは複数の統合センサを有するカテーテルスリーブ３１００を示す。カテーテルスリーブ３１００は、管状ケーシング３１１０と、管状ケーシング３１１０に連結された１つまたは複数のセンサ３１２０を備えている。センサ３１２０は、センサ２３０と同様である。管状ケーシング３１１０は、カテーテル３１９０を囲む（収容する）ように構成される。カテーテル３１９０は、例えば、カテーテル１１０の一実施形態である。一実施形態では、各センサ３１２０は、温度センサである。別の実施形態では、各センサ３１２０は圧力センサである。さらに別の実施形態では、カテーテルスリーブ３１００は、圧力および温度センサ３１２０の両方を備えている。
【０１８３】
例示的な使用シナリオでは、カテーテルスリーブ３１００は、そこからカテーテル３１９０を抜いた後、ある期間、身体の通路３９２に留まる。例えば、カテーテルスリーブ３１００は、壁３９０（例えば、前立腺１９２付近の尿道壁１９４）の温度および／または圧力を監視するために、カテーテル１１０による標的組織３８０（例えば、前立腺１９２）の超音波治療後、ある期間、身体の通路３９２（例えば、尿道１９４）に留ってもよい。さらに、カテーテルスリーブ３１００は、例えば、治療によって引き起こされた腫れが沈静化するまで、超音波治療後に身体の通路３９２を開いたままにするのに役立つ。一実施形態では、カテーテルスリーブ３１００が、前立腺１９２の超音波治療を補助するために尿道１９４内で使用するように構成されている場合、治療によって引き起こされた腫れに起因して起こりうる尿道の完全な閉塞を防止するために、カテーテルスリーブ３１００は、超音波治療後に尿道１９４内に残されてもよく、カテーテルスリーブ３１００を通じて膀胱１９６からの尿の通過を可能にすることができる。
【０１８４】
複数のセンサ３１２０を備えるカテーテルスリーブ３１００の実施形態は、壁３９０の１つまたは複数の特性（温度および／または圧力など）を位置の関数として決定して、１つまたは複数の特性に関する空間的に分解された情報を取得することができる。
【０１８５】
管状ケーシング３１１０は、剛性を有してもよく、または可撓性を有してもよい。一実施形態では、管状ケーシング３１１０は、ステンレス鋼などの金属を含むか、またはそのような金属から実質的に構成される。管状ケーシング３１１０のこの実施形態は、剛性を有している。別の実施形態では、管状ケーシング３１１０は、ポリマーを含むか、または実質的にポリマーで構成される。管状ケーシング３１１０のこの実施形態は、剛性または可撓性を有してもよく、またはそれらの組み合わせを有してもよい。
【０１８６】
カテーテルスリーブ２２００、２９００、３０００のそれぞれは、１つまたは複数のセンサ３１２０を含んでもよく、したがって、カテーテルスリーブ３１００の一実施形態を形成する。さらに、管状カテーテルジャケット１９２０および２３００のそれぞれ、ならびに管状壁２４１０、２５１０、２６１０、２７１０のそれぞれは、そこに連結された１つまたは複数のセンサ３１２０を有してもよい。
【０１８７】
図３２は、管状ケーシング３２１０上に１つまたは複数の有線センサ３２２０を有するカテーテルスリーブ３２００を示す。各センサ３２２０は、カテーテルスリーブ３２００が身体の通路３９２内に位置しているときに壁３９０の特性を感知するように構成されている。センサ３２２０はセンサ３１２０の一実施形態である。カテーテルスリーブ３２００は、カテーテルスリーブ３１００の実施形態である。カテーテルスリーブ３２００は、センサ３２２０から身体の通路３９２の外側に位置する外部電子回路（図３２には図示せず）への電気接続部３２３０を含み、カテーテルスリーブ３２００の有線電気接続部を介してのセンサ３２２０からのセンサ信号の読み出しを容易にする。一実施形態では、各センサ３２２０は、電力を必要とするアクティブセンサであり、電気接続部３２３０は、各センサ３２２０にそのような電力を提供する役割を有する。
【０１８８】
一実施形態では、カテーテルスリーブ３１００の少なくとも一部は、可撓性のあるポリマーで形成される。この可撓性のあるポリマーは、その柔軟性を維持しながらその内部に埋め込まれるかまたはその上に配置された電気接続部３２３０の少なくとも一部を有する。
【０１８９】
図３３は、管状ケーシング３３１０上に１つまたは複数の無線通信センサ３３２０を有するカテーテルスリーブ３３００を示し、各センサ３３２０は、カテーテルスリーブ３３００に挿入されたカテーテル３３９０によって読み取られる。カテーテル３３９０は、センサ３３２０の読み出しが必要なときは、カテーテルスリーブ３３００に挿入することができ、それ以外のときは、カテーテルスリーブ３３００内に留まる必要はない。各センサ３３２０は、カテーテルスリーブ３３００が身体の通路３９２内に位置しているときに壁３９０の特性を感知することができる。センサ３３２０は、センサ３１２０の一実施形態である。カテーテルスリーブ３３００は、カテーテル３３９０を介したセンサ３３２０からのセンサ信号の読み出しのために構成されたカテーテルスリーブ３１００の一実施形態である。カテーテル３３９０は、センサ３３２０の読み出し専用としてもよく、または追加のセンサ読み出し機能を備えた、カテーテル１１０などの超音波治療カテーテルであってもよい。カテーテル３３９０は、無線周波数信号を介してセンサ３３２０と通信し、無線周波数信号の形でセンサ３３２０からセンサ信号を受信する少なくとも１つの読取装置３３９２を備えている。読取装置３３９２はさらに、無線周波数信号をセンサ３３２０に発して、センサ３３２０を作動させるように構成されてもよい。
【０１９０】
各センサ３３２０は、電力を必要としない受動型センサであってもよい。あるいは、各センサ３３２０は、読取装置３３９２から発せられた無線周波数信号によって作動するアクティブセンサである。
【０１９１】
一実施形態では、カテーテル３３９０は単一の読取装置３３９２を備え、カテーテルスリーブ３３００はいくつかのセンサ３３２０を備え、カテーテル３３９０は、移動することで、読取装置３３９２を順次位置決めして異なるセンサ３３２０を読み出す。他の実施形態では、カテーテルスリーブ３３００はいくつかのセンサ３３２０を備え、カテーテル３３９０は、読取装置３３９２を動かすことなく各センサ３３２０を読み出すのに十分な無線範囲を有する単一の読取装置３３９２を備える。さらに他の実施形態では、カテーテルスリーブ３３００は、いくつかのセンサ３３２０を備え、カテーテル３３９０は、センサ３３２０の位置に一致するように配置された対応する複数の読取装置３３９２のセットを備え、各読取装置３３９２は、異なるセンサ３３２０の読み出しの間でカテーテル３３９０を動かす必要なしに、それぞれのセンサ３３２０を読み出す。
【０１９２】
カテーテル３３９０は、各読取装置３３９２を身体の通路３９２の外部の電子読み出し回路に連結する１つまたは複数の電気接続部３３９４を備えている。
【０１９３】
一実施形態では、カテーテル３３９０の一部は、目盛りまたは印を含む。目盛り／印は、センサ３３２０を読み出すためにカテーテル３３９０がカテーテルスリーブ３３００内に配置されたときに、身体の通路３９２の外部および／または身体の通路３９２の出口にあるカテーテル３３９０の一部の上に位置している。目盛り／印は、電気接点３３９２をセンサ３３２０と一致する場所に配置するようにオペレータをガイドする。一実施態様では、目盛り／印は、オペレータに視覚的なフィードバックを提供する。他の実施形態では、カテーテルスリーブ３３００およびカテーテル３３９０は協働して、各センサ３３２０のためのカテーテルスリーブ３３００内のカテーテル３３９０の好ましい着座位置を定めるように構成される。所与のセンサ３３２０を読み出すために、オペレータはカテーテル３３９０をこのセンサ３３２０に関連する好ましい着座位置に「クリック」する。この実施形態では、カテーテル３３９０は、カテーテル３３９０がセンサ３３２０を読み出すためにカテーテルスリーブ３３００内に配置されたときに、身体の通路３９２の外部および／または出口にあるカテーテル３３９０の一部上に位置する一つ以上の印をさらに有していてもよく、各印は、カテーテル３３９０の関連する着座位置をオペレータに視覚的に示す。
【０１９４】
他の実施形態では、各センサ３３２０は、身体の通路３９２の外からの無線読み出し用に構成される。この実施形態では、センサ３３２０は、対象１９０およびセンサ３３２０の近くに配置された無線読み出し回路（例えば、読取装置３３９２と同様）と協働するように構成されてもよい。 
【０１９５】
図３４は、管状ケーシング３４１０上に１つまたは複数のセンサ３４２０を有するカテーテルスリーブ３４００を示す。各センサ３４２０の読み出しは、カテーテルスリーブ３４００に挿入され、センサ３４２０と電気的に接触したカテーテル３４９０によって行われる。各センサ３４２０は、カテーテルスリーブ３４００が身体の通路３９２内に配置されているときに壁３９０の特性を感知するように構成されている。センサ３４２０は、センサ３１２０の一実施形態である。カテーテルスリーブ３４００は、１つまたは複数の電気接点３４９２を有するカテーテル３４９０を介してセンサ３４２０からのセンサ信号を読み出すように構成されたカテーテルスリーブ３１００の一実施形態である。カテーテルスリーブ３４００はカテーテルスリーブ３３００に類似しており、カテーテル３４９０はカテーテル３３９０に類似しているが、電気接点３４９２と物理的に接触したときに各センサ３４２０が電気的に読み取られる点が異なっている。カテーテル３４９０は、各電気接点３４９２を身体の通路３９２の外部の電子読み出し回路に連結する１つまたは複数の電気接続部３４９４を備えている。電気接点３４９２はさらに、センサ３４２０に電力を提供するようにしてもよい。
【０１９６】
図３５は、固体冷却を用いた超音波治療のためのシステム３５００示す。システム３５００は、超音波駆動回路３５１２およびペルチェ駆動回路３５１４を有する電子回路３５１０を備えている。超音波駆動回路３５１２は、ＣＭＵＴアレイ２１０またはＣＭＵＴアレイ１１２を駆動するための駆動信号を生成することで、標的組織２８０を超音波２７０に曝す。ペルチェ駆動回路３５１４は、少なくとも１つの熱電冷却器２２０または熱電冷却器１１４に電力を供給して、超音波２７０によって加熱された非標的組織２９０を冷却する。
【０１９７】
システム３５００は、電子回路３５１０を含むハンドル３５６０を備えていてもよく、ハンドル３５６０は、ＣＭＵＴアレイ２１０／１１２および熱電冷却器２２０／１１４を含むカテーテル３５７０に連結されるように構成される。ハンドル３５６０およびカテーテル３５７０は、それぞれハンドル１２０およびカテーテル１１０の実施形態である。オプションとして、システム３５００は、ハンドル３５６０とカテーテル３５７０の両方を備えてもよい。したがって、システム３５００は医療装置１００の一実施形態を形成する。本発明の範囲から逸脱することなく、電子回路３５１０は、ハンドル３５１０の外部に実装されてもよい。例えば、電子回路３５１０は、ハンドル３５１０の外部の制御モジュール１４０の内部、またはこれと統合されて実装されてもよい。
【０１９８】
一実施形態では、システム３５００は、１つまたは複数のセンサ２３０からのセンサ信号を処理して非標的組織２９０（および／または標的組織２８０）の特性を決定する測定回路３５１６をさらに備えている。特性は、温度、圧力、またはそれらの組み合わせとすることができる。あるいは、特性は、温度、圧力、またはそれらの組み合わせに関連するパラメータまたは電気信号であってもよい。センサ２３０は、カテーテル３５７０内に実装されてもよい。代替の実施形態では、測定回路３５１６は、カテーテルスリーブ３１００の１つまたは複数のセンサ３１２０からのセンサ信号を処理して、非標的組織２９０の特性を決定する。
【０１９９】
ある実施形態では、システム３５００は、標的組織２８０の超音波撮像をするようにさらに構成される。これらの実施形態では、電子回路３５１０は、超音波撮像回路３５１８をさらに備えている。この超音波撮像回路３５１８は、（ａ）複数の信号を生成してＣＭＵＴアレイ２１０／１１２を駆動して標的組織２８０を撮像し、（ｂ）ＣＭＵＴアレイ２１０／１１２から受信した電気振動子信号から標的組織２８０の超音波画像を生成するように構成されている。
【０２００】
電子回路３５１０は、制御モジュール３５２０（制御モジュール１４０の一実施形態）によって少なくとも部分的に制御されるように構成されてもよい。一実施形態では、システム３５００は、制御モジュール３５２０をさらに備えている。ハンドル３５６０、カテーテル３５７０、および制御モジュール３５２０は、共に、超音波治療システム１３０の一実施形態を形成する。本発明の範囲から逸脱することなく、制御モジュール３５２０は、第三者によって提供される電子回路３５１０を制御するように構成されたスタンドアローン製品であってもよい。一実施態様では、制御モジュール３５２０は、（ａ）プロセッサと、（ｂ）プロセッサによって実行されたときに電子回路３５１０に特定のステップを実行するように命令する機械読み取り可能な命令を格納する非一時的メモリとを有するコンピュータシステムである。また、本発明の範囲から逸脱することなく、そのような機械読み取り可能な命令は、第三者のコンピュータシステムに実装するように構成されたスタンドアローンのソフトウェア製品であってもよい。
【０２０１】
一実施形態では、制御モジュール３５２０は、治療コントローラ３５４０を備えている。この治療コントローラ３５４０は、電子回路３５１０に命令して治療プロトコルに従って、および／または次の（ａ）および（ｂ）の一方または両方に基づいて、標的組織２８０を治療させるように構成されている：（ａ）センサ２３０またはセンサ３１２０と協働して測定回路３５１６によって決定された非標的組織２８０および／または標的組織２９０の特性、（ｂ）ＣＭＵＴアレイ２１０／１１２と協働して超音波撮像回路３５１８によって生成された標的組織２８０の超音波画像。治療コントローラ３５４０は、超音波駆動回路３５１２に命令して、ＣＭＵＴアレイ２１０／１１２を駆動させ、標的組織２８０を超音波２７０に曝してもよい。治療コントローラ３５４０は、ペルチェ駆動回路３５１４に命令して、熱電冷却器２２０／１１４を駆動して非標的組織２９０を冷却するようにしてもよい。あるいは、ペルチェ駆動回路３５１４は、治療コントローラ３５４０によって直接制御されることなく動作してもよい。例えば、超音波駆動回路３５１２がＣＭＵＴアレイ２１０／１１２を駆動して超音波２７０を生成するとき、およびオプションとしてその後の一定期間、ペルチェ駆動回路３５１４は、常に熱電冷却器２２０／１１４を駆動するように構成されていてもよい。
【０２０２】
制御モジュール３５２０は、測定ユニット３５３２および超音波撮像コントローラ３５５０の一方または両方をさらに備えてもよい。測定ユニット３５３２は、測定回路３５１６と協働して、センサ２３０またはセンサ３１２０から受信したセンサ信号に基づいて、非標的組織２９０および／または標的組織２８０の１つまたは複数の特性（例えば、温度、圧力、またはその両方）を決定する。治療コントローラ３５４０は、電子回路３５１０および／またはペルチェ駆動回路３５１４の管理においてそのような特性の決定を利用することができる。
【０２０３】
超音波撮像コントローラ３５５０は、超音波撮像回路３５１８と協働して、ＣＭＵＴアレイ２１０／１１２を使用して標的組織２８０の超音波画像を生成する。超音波撮像コントローラ３５５０は、治療コントローラ３５４０から受信した要求に従って、超音波撮像回路３５１８に命令して、標的組織２８０の超音波画像を生成させるようにしてもよい。超音波撮像コントローラ３５５０は、標的組織２８０の超音波画像を処理して、例えば、治療コントローラ３５４０によって実行される治療制御を通知するようにさらに構成されてもよい。超音波撮像コントローラ３５５０は、クラッタ信号ユニット３５５２、ドップラー撮像ユニット３５５４、および輝度撮像ユニット３５５６のうちの１つ、２つ、または全てを備えてもよい。クラッタ信号ユニット３５５２は、例えばＣＭＵＴアレイ２１０／１１２による標的組織２８０の超音波治療の瞬間的効果を評価する目的で、（ａ）超音波撮像回路３５１８に命令して、空間的に分解されたクラッタ信号を含む標的組織２８０の超音波画像を取得させ、（ｂ）空間的に分解されたクラッタ信号を処理する。ドップラー撮像ユニット３５５４は、例えば、標的組織２８０における血液灌流の程度を評価する目的で、標的組織２８０のドップラー画像を取得するように超音波撮像回路３５１８に命令する。輝度撮像ユニット３５５６は、超音波撮像回路３５１８に命令して、標的組織２８０および／またはＣＭＵＴアレイ２１０／１１２の近くの他の組織の１つまたは複数の輝度画像を取得する。そのような輝度画像を使用して、標的組織２８０に対するＣＭＵＴアレイ２１０／１１２の配置を評価することができる。
【０２０４】
一実施形態では、治療コントローラ３５４０は、ＣＭＵＴアレイ２１０／１１２によって生成された超音波２７０をビーム形成するように超音波駆動回路３５１２に命令するビーム形成ユニット３５４２を備えている。ビーム形成ユニット３５４２は、超音波駆動回路３５１２に命令して、標的組織２８０の１つまたは複数の局所領域に超音波２７０を集束させるようにＣＭＵＴアレイ２１０／１１２を駆動する複数の駆動信号を生成する。治療コントローラ３５４０は、超音波撮像コントローラ３５５０から受信したデータを利用して、ビーム形成ユニット３５４２によって実行される所望のビーム形成を決定することができる。
【０２０５】
本発明の範囲から逸脱することなく、制御モジュール３５２０の機能の一部または全てをハンドル３５６０に含めることができる。
【０２０６】
図３６は、ＣＭＵＴアレイおよび固体冷却を有する医療装置３６００を示す。医療装置３６００は、ハンドル３５６０およびカテーテル３５７０を備えている。カテーテル３５７０は、カテーテル３５７０の末端１０４のカテーテル先端３６７０内にＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００を実装する。カテーテル３５７０は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００および電子回路３５１０を通信可能に連結する電気接続部３６１０を備えている。電気接続部３６１０は、１つまたは複数の柔軟ケーブルおよび／または１つまたは複数の同軸ケーブルを備えてもよい。オプションとして、カテーテル３５７０は、カテーテル３５７０の近位端１０２に向かう途中まで延びる固体熱伝導体１７２０の一実施形態を備えてもよい。
【０２０７】
一実施形態では、ハンドル３５６０は、カテーテル先端３６７０またはその一部の位置を調節することができる１つまたは複数のアクチュエータ３６２０を備えている。動作中、アクチュエータ３６２０を使用して、基準位置に対してカテーテル先端３６７０を位置決めすることができる。基準位置は、標的組織２８０に関連付けられてもよい。一例では、ハンドル３５６０は、前立腺１９２に対して所望の方法でカテーテル先端３６７０を位置決めするアクチュエータ３６２０を備えている。あるいは、基準位置は、カテーテルスリーブ２２００などのカテーテルスリーブ（図３６には図示せず）に関連付けられてもよい。一実施態様では、ハンドル３５６０は、カテーテル３５７０の長手方向軸線１７９０の周りにカテーテル先端３６７０またはカテーテル３５７０全体を回転させることができるアクチュエータ３６２０を備えている。この実施態様では、カテーテル３５７０は、回転ジョイント２９４０などの回転ジョイントを備えてもよい。他の実施態様では、ハンドル３５６０は、長手方向軸線１７９０に沿ってカテーテル先端３６７０またはカテーテル３５７０全体を移動させることができるアクチュエータ３６２０を備えている。さらに他の実施態様では、ハンドル３５６０は、長手方向軸線１７９０に沿ってカテーテル先端３６７０またはカテーテル３５７０全体を移動させ、長手方向軸線１７９０の周りにカテーテル先端３６７０またはカテーテル３５７０全体を回転させる複数のアクチュエータ３６２０を備える。１つまたは複数のアクチュエータ３６２０を備えるハンドル３５６０の実施形態は、カテーテル先端３６７０のそれぞれの位置または向きを示す１つまたは複数のインジケータ３６２２をそれぞれさらに備えてもよい。
【０２０８】
医療装置３６００は、システム３５００の一実施形態である超音波治療システム３６０２を形成するための制御モジュール３５２０をさらに備えてもよい。
【０２０９】
図３７は、ＣＭＵＴアレイ、固体冷却、および関連する固体熱除去を有する医療装置３７００を示す。医療装置３７００は、医療装置３６００の一実施形態である。ここで、カテーテル３５７０は、近位端１０２まで、またはそれを超えて延びる固体熱伝導体１７２０の一実施形態を備えている。この実施形態では、ハンドル３５６０は、固体熱伝導体１７２０を冷却するための熱交換器１７３０をさらに備えてもよい。
【０２１０】
医療装置３７００は、システム３５００の一実施形態である超音波治療システム３７０２を形成するための制御モジュール３５２０をさらに備えてもよい。
【０２１１】
図３８は、ＣＭＵＴアレイおよび固体冷却を有する医療システム３８００を示し、医療システム３８００は、身体の通路３９２に固定されるように構成されたカテーテルスリーブ２９００をさらに備えている。一実施態様では、医療システム３８００は、尿道１９４からの前立腺１９２の超音波治療に適合され、カテーテルスリーブ２９００は、膀胱１９６に固定されるように構成されている。医療システム３８００は、装置３６００または装置３７００の拡張であり、医療システム３８００は、カテーテルスリーブ２９００をさらに備えている。医療システム３８００では、カテーテルスリーブ２９００は、カテーテル３５７０を囲んでいる。医療システム３８００は、ハンドル３５６０の一実施形態であるハンドル３８６０を備えている。ハンドル３８６０は、導管２９２２に接続された膨張制御装置３８１０を備えている。ハンドル３８６０は、膨張性バルーン２９２０を膨張（または収縮）させて、カテーテルスリーブを身体の通路３９２（例えば、膀胱１９６）に固定するように構成されている。ハンドル３８６０は、流体ポート２９３０から導管２９３２を通過した流体を受け取り、処理する流体処理部３８２０をさらに備えてもよい。
【０２１２】
オプションとして、医療システム３８００は、１つまたは複数のセンサ３１２０を備えたカテーテルスリーブ２９００を実装する。医療システム３８００は、システム３５００の一実施形態を形成するための制御モジュール３５２０をさらに備えてもよい。
【０２１３】
図３９は、超音波治療を制御するためのシステム３９００を示す。システム３９００は、プロセッサ３９１０、プロセッサ３９１０と通信可能に連結されたメモリ３９２０、およびプロセッサ３９１０と通信可能に連結され、かつシステム３９００を電子回路３５１０と通信可能に連結するように構成されたインターフェース３９９０を備えている。システム３９００は、制御モジュール３５２０の一実施形態である。
【０２１４】
メモリ３９２０は、機械読み取り可能な命令３９３０と、センサ測定値３９７０およびオプションとして超音波画像３９８０を格納するデータ記憶装置３９６０とを備える非一時的メモリである。機械読み取り可能な命令３９３０は、プロセッサ３９１０による実行時に、標的組織２８０の超音波治療を実行するように電子回路３５１０に命令する治療制御命令３９４０を備えている。治療制御命令３９４０およびプロセッサ３９１０は、共に、治療コントローラ３５４０の一実施形態を形成する。治療制御命令３９４０は、プロセッサ３９１０による実行時に、ＣＭＵＴアレイ２１０／１１２によって生成された超音波２７０をビーム形成するように超音波駆動回路３５１２に命令するビーム形成命令３９４２を備えてもよい。ビーム形成命令３９４２は、プロセッサ３９１０と協働して、ビーム形成ユニット３５４２の一実施形態を形成する。
【０２１５】
機械読み取り可能な命令３９３０は、測定命令３９３２をさらに備えている。この測定命令３９３２は、プロセッサ３９１０による実行時に、（ａ）センサ２３０またはセンサ３１２０から１つまたは複数の組織特性測定値を取得するように測定回路３５１６に命令し、（ｂ）組織特性測定値をセンサ測定値３９７０に格納し、オプションとして（ｃ）組織特性測定値をさらに処理する。
【０２１６】
測定命令３９３２およびプロセッサ３９１０は、共に、測定ユニット３５３２の一実施形態を形成する。機械読み取り可能な命令３９３０はまた、しきい温度３９３４およびしきい圧力３９３６の一方または両方を備えてもよい。治療制御命令３９４２または測定命令３９３２は、プロセッサ３９１０による実行時に、（ａ）測定温度３９７２または測定圧力３９７４をセンサ測定値３９７０から読み出し、（ｂ）測定温度３９７２または測定圧力３９７４をそれぞれのしきい温度３９３４およびしきい圧力３９３６と比較し、（ｃ）それに応じて超音波治療を調整してもよい。
【０２１７】
一実施形態では、機械読み取り可能な命令３９３０はさらに、プロセッサ３９１０による実行時に、ＣＭＵＴアレイ２１０／１１２を使用して標的組織２８０の超音波画像を取得するように超音波撮像回路３５１８に命令する超音波撮像命令３９５０を含む。超音波撮像命令３９５０およびプロセッサ３９１０は協働して、超音波撮像コントローラ３５５０の一実施形態を形成する。超音波撮像命令３９５０は、クラッタ信号命令３９５２、ドップラー撮像命令３９５４、および輝度撮像命令３９５６のうちの１つ、２つ、またはすべてを備えてもよい。クラッタ信号命令３９５２、ドップラー撮像命令３９５４、および輝度撮像命令３９５６のそれぞれは、プロセッサ３９１０によって実行可能であり、クラッタ信号ユニット３５５２、ドップラー撮像ユニット３５５４、および輝度撮像ユニット３５５６の機能を実行する。超音波撮像命令３９５０は、超音波画像３９８０をデータ記憶装置３９６０に格納するように構成されてもよい。クラッタ信号命令３９５２、ドップラー撮像命令３９５４、および輝度撮像命令３９５６は、プロセッサ３９１０による実行時に、クラッタ信号画像３９８２、ドップラー画像３９８４、および輝度画像３９８６をデータ記憶装置３９６０から取得し、かつクラッタ信号画像３９８２、ドップラー画像３９８４、および輝度画像３９８６をデータ記憶装置３９６０に格納してもよい。
【０２１８】
本発明の範囲から逸脱することなく、機械読み取り可能な命令３９３０は、第三者のコンピュータシステムに実装するように構成されたスタンドアローンのソフトウェア製品であってもよい。
【０２１９】
図４０は、向上された超音波治療のためのシステム４０００を示す。システム４０００は、超音波振動子アレイ４０１０および音響ミラー４０２０を備えている。動作中、超音波振動子アレイ４０１０および音響ミラー４０２０は、標的組織２８０の両側に配置され、標的組織２８０を含む音響空洞４０４０を形成する。超音波は、超音波振動子アレイ４０１０によって生成され、（超音波振動子アレイ４０１０と音響ミラー４０２０との間の定常音波の形で）音響空洞４０４０に結合される。この超音波は、音響空洞４０４０によって増幅される。この増幅は、音響空洞４０４０の非存在下で達成可能なものと比較して、標的組織２８０における超音波強度の増加をもたらす。動作中、超音波振動子アレイ４０１０は、音響空洞４０４０の共振条件を満たす周波数で超音波を放射して、定在波を形成することができる。超音波によって音響空洞４０４０内の組織の特性が変化すると、共振状態が変化する可能性があり、その場合、超音波振動子アレイ４０１０は、超音波周波数を調整して、定在波を維持または再形成してもよい。
【０２２０】
超音波振動子アレイ４０１０は、超音波放出面４０１６を有する。超音波振動子４０１０から放出された超音波を音響空洞４０４０に効率的に結合するために、放出面４０１６は、音響空洞４０４０の長さ方向の軸線に直交する方向に向けられてもよい。いくつかの使用シナリオでは、放出面４０１６を音響空洞４０４０の長さ方向の軸線に直交しない方向に向けることが必要であるか、または有益である。このようなシナリオでは、超音波振動子４０１０は、音響空洞４０４０の長さ方向の軸線に実質的に平行な方向に向けられるように超音波をビーム形成するように動作されてもよい。
【０２２１】
システム４０００は、超音波振動子アレイ４０１０としてＣＭＵＴアレイ１１２を実装してもよい。あるいは、超音波振動子アレイ４０１０は、圧電振動子アレイなどの異なるタイプのものであってもよい。
【０２２２】
一実施形態では、システム４０００は、振動子アレイ４０１０を含むカテーテル４０１２を備え、振動子アレイ４０１０を身体の通路３９２内に配置できるようにする。この実施形態では、音響ミラー４０２０は、標的組織２８０の位置に応じて、身体の通路３９２内、身体の外側、または身体の異なる通路内に配置されてもよい。カテーテル４０１２は、超音波振動子アレイ４０１０としてＣＭＵＴアレイ１１２を実装してもよく、カテーテル１１０の一実施形態を形成するために熱電冷却器１１４をさらに実装してもよい。
【０２２３】
システム４０００は、１つまたは複数の追加の音響ミラー４０３０を備えてもよい。各音響ミラー４０３０は、超音波振動子アレイ４０１０と協働して、それぞれの音響空洞４０５０を形成することができる。各音響ミラー４０３０は、異なる標的組織部分４０８０の治療を可能にする。一使用シナリオでは、超音波振動子アレイ４０１０は、最初に超音波を音響空洞４０４０に結合して、音響空洞４０４０内に位置する標的組織２８０を治療する。次に、超音波振動子アレイ４０１０は、向きを変えて超音波を音響空洞４０５０に結合し、音響空洞４０５０内であるが音響空洞４０４０の外側に位置する標的組織部分４０８０を治療する。
【０２２４】
超音波振動子４０１０のある実施形態は、反対側を向いた２つの放出面４０１６および４０１８を有する。そのような実施形態では、超音波振動子装置４０１０は、音響ミラー４０２０と、音響ミラー４０２０に対向する音響ミラー４０３０との間に配置されてもよい。放出された超音波の音響空洞４０４０および４０５０への効率的な結合は、放出面４０１６および４０１８を音響空洞４０４０および４０５０の長さ方向の軸線に直交する方向に向けることによって、および／または超音波振動子アレイ４０１０から放射された超音波をビーム形成することによって確保される。
【０２２５】
図４１は、尿道１９４の固体冷却を用いた前立腺１９２の向上された超音波治療のためのシステム４１００を示す。システム４１００は、システム４０００の一実施形態である。システム４１００は、（ａ）前立腺１９２にＣＭＵＴアレイ１１２を配置するために尿道１９４内に挿入するように適合されたカテーテル１１０と、（ｂ）対象１９０の体外で前立腺１９２の前方に配置されるように構成された音響ミラー４１２０と、（ｃ）音響ミラー４１３０を含み、前立腺１９２の後方に音響ミラー４１３０を配置するために対象１９０の直腸４１９０内に挿入するように構成された直腸カテーテル４１４２とを備えている。これにより、超音波振動子は、音響ミラー４１２０および４１３０のいずれか一方と音響空洞を形成し、それにより、前立腺１９２の一部を含む音響空洞を形成することができる。この音響空洞は、ＣＭＵＴアレイ１１２によって生成される超音波の前立腺１９２での強度を増加させる。
【０２２６】
システム４１００は、ハンドル１２０、およびオプションとして、制御モジュール１４０をさらに備えてもよい。さらに、直腸カテーテル４１４２は、ハンドル４１４４を備えてもよい。
【０２２７】
一実施態様では、音響ミラー４１２０は、対象１９０の皮膚と音響ミラー４１２０との間で超音波を透過させる緩衝材４１２２と結合される。緩衝材４１２２は、例えば、流体充填バッグ、ゲル充填バッグ、または固体のプラスチック物である。緩衝材４１２２は、音響ミラー４１２０と患者１９０の皮膚との間の空隙を排除または少なくとも低減し、それにより、ＣＭＵＴアレイ１１２から放射された超音波が、対象１９０の皮膚における空気組織界面によって反射／散乱されるのを防ぐ。空隙をなくすために、緩衝材４１２２を対象１９０の皮膚に対して押し付けてもよい。あるいは、緩衝材４１２２を使用せずに、音響ミラー４１２０を対象１９０の皮膚に直接押し付けるか、またはそれらの間のゲルを介して押し付けて、音響ミラー４１２０と対象１９０の皮膚との間の空隙をなくしてもよい。同様に、音響ミラー４１３０は、（ａ）緩衝材４１３２（緩衝材４１２２と同様）と連結されるか、または（ｂ）直腸４１９０の壁に直接押し付けられてもよく、オプションとして、音響ミラー４１３０と直腸４１９０の壁との間のゲルを介して音響ミラー４１３０を直腸４１９０の壁に押し付けてもよい。
【０２２８】
シナリオの一例では、ＣＭＵＴアレイ１１２からの超音波放射は、ＣＭＵＴアレイ１１２からの超音波放射を音響空洞に効率的に結合するように、超音波振動子４１１０および音響ミラー４１２０または４１３０によって形成された音響空洞に沿って向けられるようにビーム形成される。他のシナリオでは、ＣＭＵＴアレイ１１２および音響ミラー４１２０または４１３０は、ＣＭＵＴアレイ１１２の放出面が超音波振動子４１１０および音響ミラー４１２０または４１３０によって形成された音響空洞の長さ方向の軸線に直交するように配置される。
【０２２９】
本発明の範囲から逸脱することなく、システム４１００のＣＭＵＴアレイ１１２は、圧電振動子アレイなどの別のタイプの超音波振動子アレイで置き換えてもよい。この場合、システム４１００はまた、固体冷却を有するカテーテル１１０の代わりに、液体冷却を有するカテーテルを実装してもよい。また、本発明の範囲から逸脱することなく、システム４１００は、音響ミラー４１２０および直腸カテーテル４１４２のうちのいずれか１つのみを備えてもよい。例えば、標的組織が前立腺１９２の前部のみにある場合、直腸カテーテル４１４２は不要である。
【０２３０】
図４２は、向上された超音波治療のための他のシステム４２００を示す。システム４２００は、それぞれの超音波放出面４２１２および４２２２を有する２つの超音波振動子アレイ４２１０および４２２０を備えている。動作中、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０は、超音波放出面４２１２および４２２２が実質的に互いに向き合った状態で、標的組織２８０の両側に配置され、標的組織２８０を含む音響空洞４２４０を形成する。超音波は、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０によって生成され、（音響ミラー４０２０と４０３０との間の定常音波の形で）音響空洞４２４０に結合される。この超音波は、音響空洞４２４０によって増幅される。この増幅は、音響空洞に結合されていない、または組み込まれていない単一の超音波振動子アレイによって達成可能なものと比較して、標的組織２８０での超音波強度の増加をもたらす。
【０２３１】
さらに、システム４２００は、音響空洞４２４０内の定在波パターンを調整して、１つまたは複数の波腹の位置を掃引することを可能にする。動作中、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０は、同じ周波数で駆動されてもよいが、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０は、互いに対して調整可能な位相シフトを伴う。超音波振動子アレイ４２１０によって生成された超音波と、超音波振動子アレイ４２２０によって生成された超音波との間の位相シフトは、音響空洞４２４０内の波腹の位置を決定する。一使用シナリオでは、この位相シフトは、波腹を局所的な標的組織の位置に正確に配置し、この局所的な標的組織に比較的大量のエネルギーを供給するように調整される。他の使用シナリオでは、位相シフトを変化させて、１つまたは複数の波腹の位置をより広域の標的組織を横切るように掃引し、固定定在波パターンよりも均一な態様で標的組織にエネルギーを供給する。
【０２３２】
システム４２００は、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０の一方または両方をＣＭＵＴアレイ１１２として実装してもよい。しかしながら、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０の一方または両方は、圧電振動子アレイなどの異なるタイプのものとしてもよい。
【０２３３】
一実施形態では、システム４２００は、振動子アレイ４２１０を含むカテーテル４２１２を備え、振動子アレイ４２１０を身体の通路３９２内に配置することを可能にする。この実施形態では、超音波振動子アレイ４２２０は、標的組織２８０の位置に応じて、体外または身体の異なる通路内に配置されてもよい。カテーテル４２１２は、カテーテル１１０の一実施形態を形成するために、超音波振動子アレイ４２１０としてＣＭＵＴアレイ１１２を実装してもよく、さらに熱電冷却器１１４を実装してもよい。超音波振動子アレイ４２２０が身体の通路内に配置されるように構成される実施形態では、システム４２００は、振動子アレイ４２１０を含むカテーテル４２２２を備えてもよい。カテーテル４２２０は、熱電冷却器１１４をさらに備えてもよい。
【０２３４】
超音波振動子アレイ４２１０および４２２０の一方または両方は、例えば、標的組織２８０に対する超音波振動子アレイ４２１０および４２２０の他方の位置を確認するために、および／または治療効果を評価するための超音波画像を提供するために、超音波撮像を行ってもよい。さらに、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０は、協働して標的組織２８０の超音波透過画像を生成してもよい。すなわち、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０の一方は、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０の他方から放射された超音波を画像化してもよい。このような超音波画像は、治療効果の評価に使用されるクラッタ信号を提供する。
【０２３５】
システム４２００のある実施形態は、超音波振動子アレイ４２１０および４２２０のそれぞれによる超音波の生成を制御し、およびオプションとして、超音波撮像も制御する制御モジュール４２４０をさらに備える。制御モジュール４２４０は、超音波振動子アレイ４２１０から放射された超音波と超音波振動子アレイ４２２０から放射された超音波との位相シフトを調整して、音響空洞４２４０内の定在波の波腹の位置を調整するように構成されてもよい。制御モジュール４２４０のそのような一実施形態は、この位相シフトを掃引して、標的組織２８０を実質的に均一にさらすことができる。制御モジュールは、非一時的メモリにコード化された機械読み取り可能な命令と、この機械読み取り可能な命令を実行して位相シフトを調整または掃引するプロセッサと、を備えてもよい。
【０２３６】
図４３は、尿道１９４の固体冷却を用いた前立腺１９２の向上された超音波治療のための他のシステム４３００を示す。システム４３００は、システム４２００の一実施形態である。システム４３００は、（ａ）尿道１９４に挿入してＣＭＵＴアレイ１１２を前立腺１９２に配置するように適合されたカテーテル１１０、および（ｂ）ＣＭＵＴ１１２と協働して前立腺１９２の一部を含む音響空洞４２４０の一実施形態を形成するように構成された超音波振動子アレイ４２２０を備えている。システム４３００では、ＣＭＵＴアレイ１１２は、超音波振動子アレイ４２１０の一実施形態である。
【０２３７】
一実施形態では、システム４３００は、直腸カテーテル４３４２を備えている。この直腸カテーテル４３４２は、超音波振動子アレイ４２２０（図４３では超音波振動子アレイ４２２０（１）として示される）を備えており、対象１９０の直腸４１９０内に挿入され、超音波振動子アレイ４２２０を前立腺１９２の後方に配置するように構成されている。システム４３００のこの実施形態は、前立腺１９２の後部の向上された超音波治療を容易にする。他の実施形態では、システム４３００は、対象１９０の体外の前立腺１９２の前方に配置されるように構成された超音波振動子アレイ４２２０（図４３では超音波振動子アレイ４２２０（２）として示される）の一実施形態を備えている。システム４３００のこの実施形態は、前立腺１９２の前部の向上された超音波治療を容易にする。さらに別の実施形態では、システム４３００は、直腸カテーテル４３４２および超音波振動子アレイ４２２０（２）の両方を備え、前立腺１９２の前部および後部の連続的または交互の治療を容易にする。ＣＭＵＴアレイ１１２は、必要に応じて、前立腺１９２の前部および後部を治療するために、前方または後方を向くように配向されてもよい。
【０２３８】
システム４３００は、ハンドル１２０と、オプションとして、制御モジュール４３４０とをさらに備えてもよい。さらに、直腸カテーテル４３４２は、ハンドル４３４４を備えていてもよい。制御モジュール４３４０は、制御モジュール１４０の一実施形態であり、制御モジュール４２４０の一実施形態でもある。制御モジュール４２４０は、（ａ）ＣＭＵＴアレイ１１２および（ｂ）超音波振動子４２２０（１）および／または超音波振動子アレイ４２２０（２）による超音波生成を制御するように構成されている。一実施形態では、制御モジュール４３４０は、図４２を参照して説明した上述と同様の方法で、ＣＭＵＴアレイ１１２によって生成された超音波と、超音波振動子アレイ４２２０（１）／４２２０（２）によって生成された超音波との間の位相シフトを調整することができる。
【０２３９】
一実施態様では、超音波振動子アレイ４２２０（２）は、超音波振動子アレイ４２２０（２）またはＣＭＵＴアレイ１１２から放射された超音波が、対象１９０の皮膚の空気組織界面によって反射／散乱されるのを防止するために、超音波振動子アレイ４２２０（２）と患者１９０の皮膚との間の空隙を排除するか、または少なくとも低減するための緩衝材４１２２と結合される。あるいは、緩衝材４１２２を使用することなく、超音波振動子アレイ４２２０（２）と対象１９０の皮膚との間の空隙を排除するために、超音波振動子アレイ４２２０（２）は、対象１９０の皮膚に直接押しつけられてもよく、または、それらの間のゲルを介して対象１９０の皮膚に押しつけられてもよい。同様に、超音波振動子アレイ４２２０（１）は、（ａ）緩衝材４１３２と結合されていてもよく、または（ｂ）直腸４１９０の壁に直接押しつけられてもよく、オプションとして、超音波振動子アレイ４２２０（１）と直腸４１９０の壁との間のゲルを介して超音波振動子アレイ４２２０（１）を直腸４１９０の壁に押しつけてもよい。
【０２４０】
ＣＭＵＴアレイ１１２、超音波振動子アレイ４２２０（１）、および超音波振動子アレイ４２２０（２）のうちのいずれか１つは、例えば、ＣＭＵＴアレイ１１２、超音波振動子アレイ４２２０（１）、および超音波振動子アレイ４２２０（２）のうちの他の配置を確認するために、超音波撮像を実行してもよい。
【０２４１】
本発明の範囲から逸脱することなく、システム４３００のＣＭＵＴアレイ１１２は、圧電振動子アレイなどの別のタイプの超音波振動子アレイで置き換えることができる。この場合、システム４３００はまた、固体冷却を有するカテーテル１１０の代わりに、液体冷却を有するカテーテルを実装してもよい。
【０２４２】
図４４は、固体冷却を用いた超音波治療のための方法４４００を示す。方法４４００は、例えば、カテーテル１１０によって実行される。方法４４００の実行は、電子回路３５１０を利用する治療コントローラ３５４０によって命令されてもよい。方法４４００のある実施形態は、治療制御命令３９４０として機械読み取り可能な命令３９３０にコード化されてもよい。方法４４００の他の実施形態は、測定命令３９３２および超音波撮像命令３９５０の一方または両方と組み合わされた治療制御命令３９４０としての機械読み取り可能な命令３９３０にコード化されてもよい。
【０２４３】
方法４４００は、ステップ４４１０、４４２０、４４３０を含む。ステップ４４１０は、標的組織２８０などの標的組織を、ＣＭＵＴアレイによって生成された超音波に曝す。ＣＭＵＴアレイを身体の通路を通してカテーテル上の標的組織に前進させてもよい。ステップ４４２０は、１つまたは複数の熱電冷却器を使用して、非標的組織２９０などの非標的組織を冷却して、非標的組織の損傷を防止する。ＣＭＵＴアレイが身体の通路を通してカテーテル上の標的組織まで前進される実施形態では、非標的組織は、身体の通路の壁の少なくとも一部であるかまたは身体の通路の壁を含むことがあり、各熱電冷却器はＣＭＵＴアレイおよび／またはカテーテルに連結される。ステップ４４３０は、熱電冷却器から熱を除去し、非標的組織、例えば、身体の通路の壁から熱を逃がす。方法４４００の一例では、ＣＭＵＴアレイ２１０は、ステップ４４１０で身体の通路３９２から標的組織３８０を超音波２７０に曝し、熱電冷却器２２０はステップ４４２０で壁３９０を冷却し、固体熱伝導体７１０は、ステップ４４３０で熱電冷却器２３０および壁３９０から熱を除去する。方法４４００のこの実施例では、ＣＭＵＴアレイ２１０および熱電冷却器２３０をカテーテル１１０上の標的組織３８０に前進させてもよい。
【０２４４】
図４４には順次的に示されているが、ステップ４４１０、４４２０、および４４３０は並列に実行されてもよい。
【０２４５】
一実施形態では、ステップ４４３０は、熱電冷却器に連結された固体熱伝導体を介して、熱電冷却器から遠ざかる方向に熱を伝導するステップ４４３２を含む。ＣＭＵＴアレイが身体の通路を通ってカテーテル上の標的組織まで進められる実施形態では、固体熱伝導体は、カテーテルを通って身体の通路の出口に向かって延びる。固体熱伝導体は、身体の通路の出口まで延びていてもよく、または身体の通路の出口に向かう途中まで延びてもよい。固体熱伝導体が、身体の通路の出口に向かう途中まで延びる場合、固体熱伝導体は、熱電冷却器から除去された熱をカテーテルの一部に沿って（例えば、均一に）再分配するように構成されてもよく、その一方で、身体組織と接触しているカテーテルの壁の温度をしきい値よりも低く保ってもよい。ステップ４４３０の一例では、固体熱伝導体１７２０または２６２０は、それぞれ熱電冷却器２２０および２５２０から遠ざかる方向に熱を伝導する。ステップ４４３２は、身体の通路の外側で固体熱伝導体を冷却するステップ４４３４を含んでもよい。ステップ４４３４の一例では、熱交換器１７３０は、身体の通路３９２の外側で固体熱伝導体１７２０を冷却するか、または同様の熱交換器が、身体の通路３９２の外側で固体熱伝導体２６２０を冷却する。
【０２４６】
ある実施形態では、ステップ４４１０は、温度測定、圧力測定、および／または超音波画像によって示される治療効果に従って超音波曝露を調整するステップ４４１２を含む。例えば、壁３９０の温度がしきい温度を超える場合、壁３９０の圧力がしきい圧力を超える場合、ステップ４４１０における超音波曝露は少なくとも一時的に停止されてもよい。標的組織３８０が目標温度であること、または目標温度の近くであることを、壁３９０の温度または圧力が示す場合、ステップ４４１０における超音波曝露は、停止または低減されてもよい。または、ステップ４４１０における超音波曝露は、標的組織３８０の超音波画像に基づく標的組織３８０における温度、弾性、エコー輝度、壊死、または治療効果の評価に従って調整されてもよい。尿道１９４からの前立腺１９２の超音波治療に関連する一使用シナリオでは、尿道１９４の損傷を防ぐために、しきい温度は４１℃〜４５℃（例えば４２℃）である。標的組織３８０の加熱、および場合によっては壁３９０の加熱は、組織の腫れを引き起こすことがある。ステップ４４１２におけるしきい圧力の実施は、腫れの程度を許容範囲内に維持するのに役立つことがある。
【０２４７】
そのような一実施形態では、方法４４００は、非標的組織、例えば、身体の通路の壁の温度および／または圧力を監視するステップ４４４０をさらに含む。この実施形態の一例では、センサ２３０またはセンサ３１２０は、ステップ４４４０で壁３９０の温度および／または圧力を監視し、ＣＭＵＴアレイ２１０による超音波曝露は、ステップ４４１２でこの温度および／または圧力に従って調整される。方法４４００は、ステップ４４１０と並行してステップ４４４０を実行してもよい。
【０２４８】
そのような他の実施形態では、方法４４００は、ＣＭＵＴアレイを使用して標的組織を撮像し、標的組織に対する超音波治療の効果を示す超音波画像を取得するステップ４４５０をさらに含む。この実施形態の一例では、ＣＭＵＴアレイ２１０は標的組織３８０を撮像し、ステップ４４１２では、ＣＭＵＴアレイ２１０から得られた超音波画像によって示される治療効果に従って、ＣＭＵＴアレイ２１０による超音波曝露が調整される。方法４４００は、ステップ４４１０および４４５０を同時に、またはステップ４４１０および４４５０を交互に実行してもよい。
【０２４９】
方法４４００は、ステップ４４４０を利用してステップ４４２０の実行をガイドしてもよい。そのような一例では、ステップ４４２０での熱電冷却器２２０による非標的組織２９０の冷却は、ステップ４４４０において、センサ２３０によって実行される測定に従って調整される。本発明の範囲から逸脱することなく、ステップ４４２０は、例えば過冷却を防止または補償するために、熱電冷却器を逆に作動させて非標的組織を加熱することを含んでもよい。
【０２５０】
ステップ４４１０は、超音波をビーム形成して、局所組織を標的にするか、標的組織の１つの局所部分または複数の局所部分を標的にするステップ４４１４を含んでもよい。ステップ４４１４の一例では、例えば、図８乃至図１０を参照して上述したように、ＣＭＵＴアレイ２１０の異なる振動子に対する駆動信号は、互いに位相シフトされて、超音波２７０をビーム形成する。ステップ４４１０は、ステップ４４５０で得られた超音波画像によって示される治療効果に従って、ステップ４４１４でビーム形成を実行してもよい。例えば、ステップ４４５０で得られた超音波画像が、標的組織３８０の特定の部分がより多くの超音波曝露を必要としていることを示す場合、ステップ４４１４は、超音波２７０をビーム形成して、標的組織３８０のこの特定の部分を標的としてもよい。
【０２５１】
一実施形態では、ステップ４４１０は、標的組織の異なる部分を順次標的とするステップ４４１６を含む。ステップ４４１６は、所定の走査パターンに従って標的組織全体を体系的に走査してもよく、またはステップ４４１６は、ステップ４４５０で得られた超音波画像によって示される治療効果に従って標的組織の異なる部分を順次標的としてもよい。ステップ４４１６は、ステップ４４１７および４４１８の一方または両方を含んでもよい。ステップ４４１７は、ＣＭＵＴアレイを異なる位置に移動させる。ステップ４４１７の一例において、アクチュエータ３６２０は、ＣＭＵＴアレイを身体の通路３９２の長さ方向に沿って移動させて、超音波２７０を標的組織３８０の異なる部分に順次導く。ステップ４４１７の別の実施例では、アクチュエータ３６２０は、ＣＭＵＴアレイを回転させて、超音波２７０を、身体の通路３９２の異なる側に位置する標的組織３８０の異なる部分に順次導く。ステップ４４１８は、超音波をビーム形成して、標的組織３８０の異なる部分を順次標的とする。ステップ４４１６は、ステップ４４１７および４４１８を連動させて実行してもよい。さらに、ステップ４４１６は、オプションとしてステップ４４１７および／または４４１８と連動して、ＣＭＵＴアレイの異なるＣＭＵＴセルまたはＣＭＵＴアレイの異なるＣＭＵＴ素子を順次作動させて、標的組織３８０の異なる部分を順次標的にしてもよい。
【０２５２】
さらに、ステップ４４１０は、標的組織を多周波超音波に曝すことで、局所領域を標的にするステップ４４１９を含んでもよい。多周波超音波は、超音波を局所領域に非常に正確に集束させる機能を有しているため、ステップ４４１９は、標的組織が癌性腫瘍であり、かつ隣接する健康な組織に大きな損傷を与えることなく、全ての癌組織を壊死させることが特に重要であるシナリオにおいて特に有用であり得る。ステップ４４１０の一例では、ＣＭＵＴアレイ２１０の異なる振動子は異なる周波数で駆動される。
【０２５３】
オプションとして、方法４４００は、標的組織を含むより大きな組織領域を、ステップ４４１０での標的組織の目標温度よりも低い温度まで加熱するステップ４４６０を含む。方法４４００にステップ４４６０を含めることにより、ステップ４４１０において標的組織に供給されなければならない超音波エネルギーの量を減少させて、標的組織の目標温度に到達させることができる。したがって、ステップ４４６０は、ステップ４４１０の時間を短縮し、いくつかのシナリオにおいて、非標的組織に対する熱誘発損傷のリスクを低減することができる。ステップ４４６０の一例では、外部熱源が、標的組織の近くの対象の皮膚上に配置される。外部熱源がステップ４４１０のＣＭＵＴアレイに近い位置に比較的大量の熱を供給することを回避するために、外部熱源は、ステップ４４１０における超音波曝露の方向とは著しく異なる方向からより大きな組織領域を加熱するように有利に配置されてもよい。標的組織が前立腺１９２にあるシナリオでは、ステップ４４１０における超音波曝露の方向と実質的に反対の方向からより大きな組織領域を加熱するために、外部ヒータを前立腺１９０の前方の対象１９０の皮膚上に配置してもよい。ステップ４４６０の他の例では、対象の体温は、薬を使用して上げられる。さらに別の例では、標的組織の周囲、および標的組織を含む、より大きな領域の温度を上昇させるために、ステップ４４６０は、ステップ４４１０のＣＭＵＴアレイを標的のより少ない態様で適用する。一実施形態では、ステップ４４６０はステップ４４１０の前に実行され、方法４４００がステップ４４１０を開始する前に、より大きな組織領域の温度を上昇させる。他の実施形態では、ステップ４４６０は、ステップ４４１０の超音波治療の少なくとも一部の間、より大きな組織領域に熱を供給する。
【０２５４】
図４５は、尿道１９４の固体冷却を用いた前立腺１９２の超音波治療のための方法４５００を示す。方法４４００は、例えば、カテーテル１１０によって実行される。方法４５００は、例えばＢＰＨまたは前立腺癌を治療するために、前立腺１９２の超音波治療に特に適合した方法４４００の一実施形態である。
【０２５５】
方法４５００は、ステップ４４１０、４４２０、４４３０の実施形態であるステップ４５１０、４５２０、４５３０を含む。ステップ４５１０は、尿道１９４を通ってカテーテル上の前立腺１９２まで進められたＣＭＵＴアレイによって生成される超音波に前立腺１９２を曝す。ステップ４５２０は、１つまたは複数の熱電冷却器を使用して、尿道１９４の壁を冷却して、尿道１９４に対する熱誘発損傷を防止する（さらに、オプションとして、尿道１９４の壁を加熱して、尿道１９４の過冷却を防止または補償する）。各熱電冷却器は、ＣＭＵＴアレイおよび／またはカテーテルに連結されている。ステップ４５３０は、熱電冷却器から熱を除去し、尿道１９４の壁から熱を逃す。
【０２５６】
方法４５００は、ステップ４５４０、４５５０、および／または４５６０をさらに含んでもよい。ステップ４５４０は、尿道１９４の壁の温度、圧力、または温度と圧力の両方を監視するステップ４４４０の一実施形態である。ステップ４５５０は、前立腺１９２の超音波画像を取得するステップ４４５０の一実施形態である。ステップ４５６０は、前立腺１９２の周囲のより大きな組織領域を加熱するステップ４４６０の一実施形態である。
【０２５７】
ステップ４５１０は、ステップ４５１２、４４１２、４５１４、４５１６、４５１９を含んでもよい。ステップ４５１２は、ＢＰＨまたは前立腺癌を治療するために、組織または前立腺１９２の壊死を誘発する。ステップ４５１４は、ビーム形成を使用して前立腺１９２内の局所領域を標的とするステップ４４１４の一実施形態である。ステップ４５１６は、前立腺１９２の異なる部分を順次標的とするステップ４４１６の一実施形態である。ステップ４５１６は、ステップ４４１７および４４１８の一方または両方を含むことができる。ステップ４５１０は、前立腺１９２の組織を多周波超音波に曝して、癌性腫瘍の局所領域を標的とするステップ４４１９の一実施形態である。
【０２５８】
ステップ４５３０はステップ４５３２を含んでもよい。ステップ４５３２は、固体熱伝導体を介して熱電冷却器から遠ざかる方向に熱を伝導するステップ４４３４の一実施形態である。この固体熱伝導体は、熱電冷却器に結合され、尿道カテーテルを通って尿道１９４の出口に向かって延びる。ステップ４５３２は、ステップ４５３４を含んでもよい。ステップ４５３４は、尿道１９４の外側で固体熱伝導体を冷却するステップ４４３４の一実施形態である。
【０２５９】
図４６は、超音波撮像フィードバックを有する超音波治療のための方法４６００を示す。方法４６００は、治療コントローラ３５４０によって実行されてもよい。方法４６００は、治療制御命令３９４０の少なくとも一部として機械読み取り可能な命令３９３０にコード化されてもよい。方法４４００および４５００のそれぞれは、ステップ４４１２で方法４６００を実施してもよい。方法４６００で使用されるフィードバックは、標的組織の超音波クラッタ信号と超音波治療効果との間の所定の対応関係を利用する。したがって、方法４６００は、実際の治療に使用された同じ超音波装置によって記録された超音波画像を使用して、次の超音波治療を案内する。有利なことに、方法４６００は、治療の進捗を監視するために磁気共鳴画像法を必要としない。
【０２６０】
クラッタ信号と治療効果との間の所定の対応関係は、方法４６００の実行に先立つ臨床試験から得ることができる。これらの試験では、患者コホートは、標的組織、例えば、前立腺組織の超音波治療を受ける。超音波撮像は、少なくとも各患者の超音波治療の最後に実行され、標的組織についての空間的に分解されたクラッタ信号を取得する。一実施態様では、超音波治療の試験は、超音波撮像と超音波治療を交互に利用する。試験では、生検や磁気共鳴画像法などの従来の方法を使用して、治療効果が決定される。治療効果は、超音波治療によって誘発されたすべての組織変化が起こった後のある時点で決定されてもよい。組織の壊死の程度および癌組織が破壊された程度のそれぞれは、治療効果を示すパラメータとして役立つ。治療効果は、空間的に分解された態様で決定されてもよい。クラッタ信号と治療効果の比較は、クラッタ信号と治療効果との間の対応関係をもたらす。この対応関係は、治療する組織の種類に依存することがある。例えば、前立腺組織に関連する対応関係は、乳房組織に関連する対応関係とは異なる場合がある。さらに、対応関係は標的組織の血液灌流の程度に依存することがある。したがって、特定の実施態様では、ステップ４６２０で適用される所定の対応関係は、組織の種類、およびオプションとして、血液灌流の程度に特有のものであり得る。
【０２６１】
方法４６００は、ステップ４６１０および４６２０を含む。ステップ４６１０は、超音波振動子アレイから標的組織の超音波画像を取得して、標的組織についての空間的に分解されたクラッタ信号、すなわち、標的組織内の位置の関数としてのクラッタ信号を決定する。ステップ４６２０は、クラッタ信号と治療効果との間の所定の対応関係に基づいて、標的組織を治療するための超音波振動子アレイによる次の超音波生成の１つまたは複数の特性を決定する。ステップ４６１０の一例では、治療コントローラ３５４０は、空間的に分解されたクラッタ信号を含む標的組織（例えば、前立腺組織）の超音波画像を受信するか、または受信した超音波画像を治療コントローラ３５４０によって処理して、標的組織についての空間的に分解されたクラッタ信号を決定する。ステップ４６２０の一例では、治療コントローラ３５４０は、クラッタ信号と治療効果との間の所定の対応関係を使用して、ステップ４６１０で超音波画像を記録するために使用された同じ超音波振動子アレイによる次の超音波生成の１つまたは複数の特性を決定して、標的組織を治療する。超音波振動子アレイは、ＣＭＵＴアレイ１１２とすることができる。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、超音波振動子アレイは、圧電超音波振動子アレイなどの異なるタイプの振動子アレイとしてもよい。
【０２６２】
方法４６００は、超音波治療工程中に数回実行されてもよい。一実施態様では、方法４６００は、リアルタイムのフィードバックを提供する。
【０２６３】
ステップ４６２０は、瞬間的なクラッタ信号、およびクラッタ信号と治療効果との所定の対応関係に基づいて、超音波治療の瞬間的な効果を推定するステップ４６２２を含んでもよい。
【０２６４】
ある実施形態では、ステップ４６２０は、超音波振動子アレイによる超音波治療の次の段階で生成される超音波の空間分解強度を決定するステップ４６２６を含んでもよい。一例では、ステップ４６２６は、クラッタ信号と治療効果との所定の対応関係を、ステップ４６１０で得られた空間的に分解されたクラッタ信号に適用して、どの局所領域が他よりも超音波曝露を必要とするかを特定する。
【０２６５】
ステップ４６２０は、クラッタ信号と治療効果との間の組織タイプ特有の対応関係を利用するステップ４６２８を含んでもよい。一例では、標的組織は前立腺組織であり、ステップ４６２８は、クラッタ信号と治療効果との間の前立腺特有の対応関係を利用する。一実施形態では、ステップ４６２８はステップ４６２９を含み、方法４６００はステップ４６５０および４６５２をさらに含む。ステップ４６２９は、血液灌流特有の複数の対応関係から、クラッタ信号と治療効果との間の組織タイプ特有の対応関係を選択する。ステップ４６２９の前にステップ４６５０および４６５２がある。ステップ４６５０は、超音波振動子アレイを使用して得られた標的組織のドップラー画像を受け取る。ステップ４６５２は、ドップラー画像を処理して、標的組織における血液灌流の程度を評価し、ステップ４６２９は、標的組織における血液灌流の程度に最も密接に関連する血液灌流特有の対応関係を選択する。
【０２６６】
一実施形態では、ステップ４６２０はステップ４６２４を含み、方法４６００はステップ４６１２をさらに含む。ステップ４６１２は、例えば、センサ２３０またはセンサ３１２０を使用して得られた、超音波によって加熱された非標的組織の温度および／または圧力の測定値を受け取る。ステップ４６２４は、非標的組織の測定された温度および／または圧力をさらに考慮して、次の超音波曝露の１つまたは複数の特性を決定する。この実施形態では、方法４６００は、温度または圧力のいずれかが対応するしきい値を超える場合、超音波曝露を少なくとも一時的に停止するステップ４６４０をさらに含んでもよい。
【０２６７】
オプションとして、方法４６００は、ステップ４６２０で決定された１つまたは複数の特性を有する超音波を生成するように超音波振動子アレイに命令するステップ４６３０をさらに含む。ステップ４６３０の一例では、治療コントローラ３５４０は、ステップ４６２０で決定された１つまたは複数の特性を有する超音波を生成する態様でＣＭＵＴアレイ１１２／２１０を駆動するように超音波駆動回路３５１２に命令する。ステップ４６２６と４６３０の両方を含む方法４６００の実施形態では、ステップ４６３０は、ステップ４６２６で決定された空間分解強度で超音波をビーム形成するように超音波振動子アレイに命令するステップ４６３２を含んでもよい。ステップ４６３２は、ビーム形成ユニット３５４２によって実行されてもよい。
【０２６８】
本発明の範囲から逸脱することなく、治療効果とクラッタ信号との間の所定の対応関係は、同様にして予め決定された治療効果とドップラー信号との間の対応関係によって置き換えられてもよい。例えば、ドップラー信号の減少は、血管新生の減少に関連している可能性があり、それは完全な治療を示し得る。また、本発明の範囲から逸脱することなく、クラッタ信号と治療効果との間の所定の対応関係を、クラッタ信号とドップラー信号の組み合わせと治療効果との間の所定の対応関係によって置き換えてもよい。さらに、（ａ）治療効果と（ｂ）クラッタ信号および／またはドップラー信号との間の所定の対応関係は、身体の通路壁における温度、身体の通路壁における圧力、超音波放射の周波数、およびＣＭＵＴアレイによって供給される熱線量（オプションとして既知のエネルギー損失を補正）のうちの１つまたは複数などの他の測定可能なパラメータと治療効果との間の所定の相関とともに使用されてもよい。臨床試験では、方法４６００で使用するために、このようなパラメータを治療効果の評価とともに検討および評価することがある。
【０２６９】
図４７は、超音波撮像フィードバックを用いて超音波治療を制御するためのシステム４７００を示す。システム４７００はシステム３９００に似ているが、クラッタ信号に基づく超音波撮像フィードバックに特に適合されている。システム４７００は、プロセッサ３９１０、プロセッサ３９１０と通信可能に連結されたメモリ４７２０、およびプロセッサ３９１０と通信可能に連結され、コンピュータ４７００を電子回路３５１０と通信可能に連結するように構成されたインターフェース３９９０を備えている。システム４７００は、方法４６００を実行するように構成された制御モジュール３５２０の一実施形態である。
【０２７０】
メモリ４７２０は、機械読み取り可能な命令４７３０とデータ記憶装置４７６０を含む非一時的メモリである。データ記憶装置４７６０は、システム４７００が方法４６００のステップ４６１０を実行するときにインターフェース３９９０を介してシステム４７００によって受信されたクラッタ信号画像３９８２を含む超音波画像３９８０を格納する。データ記憶装置４７６０は、方法４６００のステップ４６２０を実行するときにシステム４７００によって決定された超音波曝露特性４７７０も記憶する。超音波曝露特性４７７０は、ステップ４６２６を実行するときにシステム４７００によって決定された空間的に分解された超音波強度４７７２を含んでもよい。ある実施形態では、データ記憶装置４７６０は、システム４７００がステップ４６１２を実行するときにインターフェース３９９０を介してシステム４７００によって受け取られる温度３９７２および／または圧力３９７４などのセンサ測定値３９７０を格納する。データ記憶装置４７６０は、ドップラー画像３９８４（システム４７００がステップ４６５０を実行するときにインターフェース３９９０を介してシステム４７００によって受け取られる）および輝度画像３９８６の一方または両方をさらに格納することができる。
【０２７１】
機械読み取り可能な命令４７３０は、治療制御命令４７４０および１つまたは複数のクラッタ信号対治療効果対応関係４７５０を備えている。治療制御命令４７４０は、治療制御命令３９４０の一実施形態である。プロセッサ３９１０によって実行されるとき、治療制御命令４７４０は、少なくとも１つのクラッタ信号対治療効果対応関係４７５０を利用して方法４６００を実行する。治療制御命令４７４０は、クラッタ信号評価命令４７４２を含む。クラッタ信号評価命令４７４２は、プロセッサ３９１０による実行時にクラッタ信号画像３９８２を評価し、少なくとも１つのクラッタ信号対治療効果対応関係４７５０を利用して少なくとも１つの超音波曝露特性４７７０を決定する。治療制御命令４７４０は、温度／圧力評価命令４７４４および／または対応関係選択命令４７４６をさらに含んでもよい。プロセッサ３９１０によって実行されたとき、温度／圧力評価命令４７４４は、ステップ４６２４、およびオプションとしてステップ４６４０を実行する。機械読み取り可能な命令４７３０は、測定命令３９３２、およびオプションとしてしきい温度３９３４およびしきい圧力３９３６の１つまたは両方を備え、さらに温度／圧力評価命令を実行するときにこれらを利用して、ステップ４６２４およびオプションとしてステップ４６４０を実行する。プロセッサ３９１０によって実行されるとき、対応関係選択命令４７４６はステップ４６２８を実行する。
【０２７２】
一実施形態では、クラッタ信号対治療効果対応関係４７５０は、血液灌流特有の複数の対応関係４７５２を備え、機械読み取り可能な命令４７３０は、血液灌流評価命令４７４８を備えている。この実施形態では、プロセッサ３９１０は、血液灌流評価命令４７４８を実行し、データ記憶装置４７６０からドップラー画像３９８４を読み出し、血液灌流特有の複数の対応関係４７５２のうちの対応する１つを選択して、ステップ４６２９を実行してもよい。
【０２７３】
一実施形態では、機械読み取り可能な命令４７３０は、超音波撮像命令３９５０を含む。プロセッサ３９１０は、超音波撮像命令３９５０を実行して、ステップ４６３０を実行してもよい。治療制御命令４７４０は、プロセッサ３９１０による実行時にステップ４６３２を実行するビーム形成命令３９４２をさらに備えてもよい。
【０２７４】
本発明の範囲から逸脱することなく、システム４７００は、圧電振動子アレイなどのＣＭＵＴとは異なるタイプの超音波振動子アレイを駆動する変更バージョンの電子回路３５１０と通信可能に連結されるように構成されてもよい。
【０２７５】
図４８は、固体冷却を用いた標的組織の超音波治療のためのプロトコル４８００を示す。方法４４００は、プロトコル４８００に従ってステップ４４１０、４４２０、４４３０、４４４０、４４５０を実行することができ、方法４５００は、プロトコル４８００に従ってステップ４５１０、４５２０、４５３０、４５４０、４５５０を実行することができる。
【０２７６】
ステップ４８１０において、プロトコル４８００は、（ａ）標的組織の超音波治療と、（ｂ）標的組織を含むがオプションで非標的組織も含む超音波治療に関連する組織の超音波撮像とを交互に開始する。超音波治療および超音波撮像は、身体の通路内に配置されたＣＭＵＴアレイによって身体の通路内から実行される。ステップ４８１０の一例では、システム３９００の制御モジュール１４０は、（ａ）標的組織２８０の超音波治療および（ｂ）標的組織２８０（およびオプションで、非標的組織２９０などの他の組織）の超音波撮像を交互に開始する。ＣＭＵＴアレイ２１０は、身体の通路３９２内から超音波治療および超音波撮像の両方を実行する。１つのシナリオでは、プロトコル４８００は、ＣＭＵＴアレイの単一の位置および単一の向きから処理され得る標的組織の治療に適用される。他のシナリオでは、プロトコル４８００は、ＣＭＵＴアレイのいくつかの異なる位置および／または向きが、全ての標的組織を治療するために使用されなければならない程度の標的組織の治療に適用される。このシナリオでは、ステップ４８１０によって開始された超音波治療は、標的組織の一部を治療する。しかしながら、ステップ４８１０によって開始された超音波撮像は、治療される組織よりも標的組織のより大きな部分を撮像することができることが理解されるべきである。
【０２７７】
プロトコル４８００はまた、ステップ４８２０を含む。ステップ４８２０は、１つまたは複数の熱電冷却器を使用して身体の通路の壁を冷却し、さらに固体熱伝導体を使用して熱電冷却器から熱を除去する。ステップ４８２０は、ステップ４４２０および４４３０の一実施形態である。ステップ４８２０の一例では、熱電冷却器２２０は壁３９０を冷却し、固体熱伝導体７１０は熱電冷却器２２０から熱を除去する。ある実施形態では、プロトコル４８００は、ＣＭＵＴアレイがある身体の通路の壁の温度および／または圧力、またはＣＭＵＴアレイの近くの身体の通路の壁の温度および／または圧力を監視するステップ４８３０をさらに含む。ステップ４８３０の一例では、センサ２３０は、壁３９０の温度および／または圧力を測定する。ステップ４８３０は、ステップ４４４０の一実施形態である。ステップ４８２０および４８３０は、ステップ４８１０によって開始された超音波治療および超音波撮像と並行して実行される。ステップ４８２０は、ステップ４８３０で得られた測定値の少なくとも一部に基づいて実行されてもよい。本発明の範囲から逸脱することなく、ステップ４８２０は、熱電冷却器を逆に作動させて、身体の通路壁を加熱し、身体の通路壁の過冷却を防止または補償することができる。
【０２７８】
方法４８２０は、ステップ４８１０によって開始された超音波治療および超音波撮像が実行されている間に、ステップ４８４０を実行する。ステップ４８４０は、（ａ）ステップ４８１０によって開始された超音波撮像から得られた超音波画像を評価し、オプションとして、ステップ４８３０を含む実施形態では、（ｂ）ステップ４８３０で得られた壁の温度／圧力測定値を評価する。この評価に基づいて、ステップ４８４０は、ステップ４８１０によって開始された超音波治療を継続すべきか停止すべきかを決定する。
【０２７９】
決定ステップ４８４２において、ステップ４８４０は、現在ＣＭＵＴアレイによって治療されている標的組織の超音波治療が完了しているかどうかを決定する。完了している場合、プロトコル４８００はステップ４８５０に進み、ステップ４８１０によって開始された超音波治療（およびオプションとして超音波撮像も）を停止し、超音波治療完了を記録する。１つのシナリオでは、ステップ４８４２は、１つまたは複数の超音波画像から得られた情報（例えば、図４６および図４７を参照して説明したクラッタ信号）に基づいて、現在治療されている標的組織の超音波治療が完了したことを決定する。他のシナリオでは、ステップ４８４２は、ステップ４８３０から得られた１つまたは複数の温度および／または圧力の測定値に基づいて、現在治療されている標的組織の超音波治療が完了したことを決定する。この後者のシナリオでは、ステップ４８４０は、標的組織の温度を決定するために、熱モデルを使用して、温度／圧力値を標的組織に逆投影する。さらに他の例では、ステップ４８４２は、超音波画像と温度／圧力測定値の組み合わせを利用して、超音波治療が完了したかどうかを決定する。
【０２８０】
ステップ４８３０、ステップ４８４０を含むプロトコル４８００の実施形態は、身体の通路壁の温度または圧力がしきい値に達したかどうかを決定する決定ステップ４８４４をさらに含んでもよく、しきい値を超えると身体の通路壁の損傷が発生する可能性がある。そのようなしきい値に達した場合、プロトコル４８００はステップ４８６０に進み、ステップ４８１０によって開始された超音波治療（およびオプションとして超音波画像も）を停止する。（ステップ４８４２によって決定されるように）治療がまだ完了していない場合、ステップ４８６０は、治療が不完全であることを記録してもよく、プロトコル４８００は、後でこの標的組織の超音波治療を続けてもよい。一実施態様では、プロトコル４８００は、治療の後の段階でステップ４８４４をさらに利用する前に、治療の初期段階でステップ４８４２に依存する。
【０２８１】
ステップ４８４０、４８５０、４８６０は、制御モジュール１４０またはシステム３９００によって実行されてもよい。
【０２８２】
プロトコル４８００は、ステップ４８１０の前に、ＣＭＵＴアレイを配置して標的組織、または標的組織の特定の部分をさらすステップ４８０２を含んでもよい。ステップ４８０２は、身体の通路内でＣＭＵＴアレイの向きを調節すること、および／またはどのくらい深くＣＭＵＴアレイを身体の通路内に挿入するかを調節することを含んでもよい。
【０２８３】
標的組織の範囲が、ＣＭＵＴアレイの単一の固定された位置／向きからすべての標的組織に到達できないようなシナリオでは、ステップ４８１０は、標的組織の一部の治療を開始する。そのようなシナリオでは、ステップ４８５０および４８６０の後に、標的組織の別の部分を標的とするようにＣＭＵＴアレイを再配置するステップ４８７０が行われてもよい。このステップ４８７０は、ステップ４８１０に戻って標的組織の上記他の部分の超音波治療を開始するプロトコル４８００の前に行われる。プロトコル４８００は、標的組織のすべてを治療するために、このような繰り返しを数回実行してもよい。そのようなシナリオの一例では、プロトコル４８００は前立腺１９２の超音波治療、例えばＢＰＨの治療に適用される。この例では、プロトコル４８００は、ステップ４８１０、４８４０、４８５０、４８６０、４８７０の数回の繰り返しを含み、各繰り返しは、尿道１９４内のＣＭＵＴアレイの異なる方向付けを伴い、尿道１９４について実質的に３６０度の超音波治療を行う。
【０２８４】
プロトコル４８００の一実施態様では、ステップ４８０２および４８７０は、オペレータによって手動で実行される。オペレータは、ＣＭＵＴアレイ１１２（または２１０）の離散的な位置／向きを規定するハンドル１２０またはカテーテル１１０の実施形態を利用してもよい。プロトコル４８００の他の実施態様では、ステップ４８０２および４８７０は、制御モジュール１４０またはシステム３９００、およびハンドル１２０またはカテーテル１１０の電動式の実施形態を使用して自動的に実行される。
【０２８５】
プロトコル４８００のある実施形態は、治療制御命令３９４０および４７４０のうちのいずれか１つにコード化されてもよい。
【０２８６】
図４９は、ＣＭＵＴアレイのいくつかの異なる位置／向きを必要とするような標的組織の治療を管理するためにプロトコル４８００と併せて利用され得るグラフィカルユーザーインターフェース４９００を示す。ユーザーインターフェース４９００は、制御モジュール１４０に実装されてもよく、またはシステム３９００、およびシステム３９００に通信可能に連結されたディスプレイに協働して実装されてもよい。
【０２８７】
ユーザーインターフェース４９００は、標的組織の各部分の治療状態を視覚的に示す治療進捗インジケータ４９１０を含む。標的組織の各部分は、治療進捗インジケータ４９１０のセグメント４９１２によって表される。色、陰影、テキスト、または別の視覚マーカーが各セグメント４９１２に適用され、このセグメント４９１２の治療状況を示す。状況の種類としては、現在治療中、治療完了、治療未完了、未治療などが挙げられる。図４９に示す例では、１つのセグメント４９１２がアクティブ状態（符号４９２２）にあり、このセグメント４９１２がプロトコル４８００のステップ４８１０によって開始された超音波治療が現在行われていることを示している。他のいくつかのセグメント４９１２は治療が行われ、治療は完了している（符号４９２４）。１つのセグメント４９１２は治療が行われているが、治療はまだ完了していない（符号４９２６）。残りのセグメント４９１２は未治療である（符号４９２８および図４９において陰影のない全てのセグメント４９１２）。説明を明確にするために、図４９では、すべてのセグメント４９１２、４９２４、４９２６、４９２８が符号付けされているわけではない。
【０２８８】
図４９に示される治療進捗インジケータ４９１０の特定の例は、ＣＭＵＴアレイをいくつかの異なる向きに配置しなければならないシナリオ、例えば、外側から内側に向かって治療しながら前立腺１９２の３６０度の治療を行うシナリオに関連する。あるシナリオでは、ＣＭＵＴアレイの任意の所与の向きで、超音波を最初に最も遠いセグメントに集束させ、その後に内側で作業する場合に、治療が最も効果的でありえる。このようにすれば、超音波が標的セグメントに到達する前に大きな壊死を伴う組織を通過する必要がないことが保証される（壊死は超音波伝播特性に悪影響を与える可能性がある）。図４９に示す例では、各セグメント４９１２は、ＣＭＵＴアレイのそれぞれの向きおよび超音波が集束される半径方向距離に対応する。本発明の範囲から逸脱することなく、治療進捗インジケータ４９１０は、ＣＭＵＴアレイの回転ではなく、またはそれと組み合わせて、ＣＭＵＴアレイの並進を表示するように調整されてもよい。また、本発明の範囲から逸脱することなく、治療進捗インジケータ４９１０は、図４９に示されるよりも多くの、または少ないセグメント４９１２（例えば、半径方向の距離ではなく、向きに従ったセグメントのみ）を含んでもよい。ユーザーインターフェース４９００を、（ａ）ＣＭＵＴアレイの位置／向きを感知するハンドル１２０またはカテーテル１１０の実施形態、および（ｂ）感知された位置／向きを、超音波の半径方向焦点距離とともに処理するコンピュータ（制御モジュール１４０またはシステム３９００など）とともに使用してもよい。オペレータがＣＭＵＴアレイの向き／位置を手動で制御すると、ユーザーインターフェース４９００は、治療を必要とする、またはさらなる治療を必要とするセグメント４９１２、およびさらなる治療を受けるべきでないセグメント４９１２に関する情報をオペレータに提供する。ＣＭＵＴアレイの再配置／再集束が自動で実行される（例えば、制御モジュール１４０またはシステム３９００によって制御される）場合は、ユーザーインターフェース４９００は治療の進捗を示す。ユーザーインターフェース４９００に関連するソフトウェアは、半径方向のより外側のセグメント４９１２の治療の前に、半径方向のより内側のセグメント４９１２の治療を行わないように構成されてもよい。
【０２８９】
ある実施形態では、ユーザーインターフェース４９００は、例えば、ＣＭＵＴアレイを手動で再配置／再集束させる時間が来た場合、またはＣＭＵＴアレイが不正確に配置された場合に、オペレータに警告を表示する警告インジケータ４９３０を含む。
【０２９０】
図５０は、固体冷却を備えたＣＭＵＴアレイを製造する１つの方法５０００を示しており、このＣＭＵＴアレイは、熱電冷却器上に直接製造される。方法５０００は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置１２００を製造するために使用されてもよい。方法５０００はまた、例えば、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置５００のように、熱電冷却器２２０と直接物理的に接触するＣＭＵＴアレイ２１０を有するＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００の実施形態を製造するために使用されてもよい。
【０２９１】
方法５０００は、ステップ５０１０および５０２０を含む。ステップ５０１０は、熱電冷却器を受け取る。この熱電冷却器は、２つの熱伝導体と、これら２つの熱伝導体の間に配置された複数のｎ型半導体と複数のｐ型半導体を含む。ｎ型半導体およびｐ型半導体は、直列に電気的に連結され、かつ交互に配列されている。ステップ５０２０は、熱電冷却器の一方の熱伝導体上にＣＭＵＴアレイを作製する。方法５０００の一例では、ステップ５０１０は熱電冷却器１２１０を受け取り、ステップ５０２０は熱電冷却器１２１０の熱伝導体１２４２上にＣＭＵＴアレイ２１０を作製する。
【０２９２】
方法５０００は、ステップ５０１０に先行するステップ５００２をさらに含んでいてもよい。ステップ５００２は、マイクロマシニングプロセスを使用して基板から熱電冷却器を製造する。さらに、ステップ５０２０では、マイクロマシニングプロセスを使用してＣＭＵＴアレイを作製するステップ５０２２を実施してもよい。
【０２９３】
一実施形態では、ステップ５０２０は、ステップ５０３０、５０３２、５０３４、および５０３６を含む。ステップ５０３０は、熱電冷却器の２つの熱伝導体のうちの１つである第１熱伝導体上に、ＣＭＵＴアレイ（まだ完成していない）の複数の第１の電極を堆積させる。ステップ５０３２は、第１の熱伝導体上に電気絶縁層を形成する。電気絶縁層は、第１の電極を覆い、複数の真空空洞を有する。真空空洞のそれぞれは、ＣＭＵＴアレイの各振動子に対応しており、かつ複数の第１の電極の対応する１つの上方に位置する。ステップ５０３４は、ＣＭＵＴアレイの複数の第２の電極を電気絶縁層上に堆積させる。第２の電極のそれぞれは、複数の真空空洞の対応する１つの上方に位置する。ステップ５０３６は、第２の電極の上に保護層を堆積させる。保護層は、電気的に絶縁されていてもよい。
【０２９４】
本発明の範囲から逸脱することなく、ステップ５０１０および５０２０（および、オプションとしてステップ５００２）は、第２の熱伝導体が熱電冷却器にまだ装備されていない状態で実行されてもよい。この第２の熱伝導体は、後の段階で形成されてもよく、または超音波振動子アレイを、第２の熱伝導体として機能する熱伝導体に取り付けてもよい。また、本発明の範囲から逸脱することなく、ステップ５０２０の後に、ＣＭＵＴアレイとは反対側を向いた熱電冷却器の側面に、ｐ型半導体とｎ型半導体の間の電極を形成してもよい。
【０２９５】
熱電冷却器１１４または２２０のような本開示の熱電冷却器は、圧電超音波振動子、および当技術分野で知られている超音波振動子のような非ＣＭＵＴタイプの超音波振動子と使用してもよいことが理解される。ここに開示された熱電冷却器は、そのような超音波振動子を冷却するために超音波振動子に熱的に結合されてもよく、熱電冷却器によって取り入れられた熱は、固体熱伝導体７１０のような熱伝導体によって除去されてもよい。圧電超音波振動子は、該圧電振動子の過熱を避けるために、その全能力以下で動作されることが多い。ここに開示されている１つまたは複数の熱電冷却器は、圧電振動子、または圧電振動子アレイに熱的に結合されてもよく、圧電振動子の全能力に近い超音波発生を可能にするのに十分な冷却を行う。
【０２９６】
図５１は、受動的冷却を有する１つの医療用ＣＭＵＴ装置５１００を図示している。ＣＭＵＴ装置５１００は、ＣＭＵＴアレイ２１０および固体熱伝導体１７２０を含む。ＣＭＵＴ装置５１００は、ＣＭＵＴアレイ２１０を介して非標的組織２９０を能動的に冷却するための熱電冷却器２２０を利用する代わりに、ＣＭＵＴアレイ２１０を介して非標的組織２９０を受動的に冷却するための固体熱伝導体１７２０を利用する装置７００の変形例である。固体熱伝導体１７２０は、ＣＭＵＴアレイ２１０と熱的結合状態４８０にある。ＣＭＵＴ装置５１００は、熱交換器１７３０と協働するように構成されている。動作中、非標的組織２９０の冷却が必要な場合、熱交換器１７３０は、固体熱伝導体１７２０を冷却して、ＣＭＵＴアレイ２１０を介して非標的組織２９０から熱を除去する。例えば、ＣＭＵＴ装置５１００がカテーテル５１６０に実装される場合、固体熱伝導体１７２０はハンドルまで延びる。このハンドルは、カテーテル５１６０の近位端（身体の通路の外側）に連結され、かつ熱交換器１７３０を含む。ＣＭＵＴ装置５１００は、熱交換器１７３０とともに設けられてもよく、例えば、カテーテル５１６０およびハンドルにそれぞれ組み込んでもよい。あるいは、ＣＭＵＴ装置５１００またはカテーテル５１６０は、第三者によって提供される熱交換器１７３０と連結するように構成されたスタンドアローン型装置として設けられてもよい。
【０２９７】
ある実施形態では、カテーテル５１６０はヒータ５１３０を含む。ヒータ５１３０は、例えば、抵抗加熱器である。ある治療シナリオにおいて、固体熱伝導体１７２０による非標的組織２９０の受動的冷却は、ＣＭＵＴアレイ２１０がオフにされ、したがって非標的組織２９０を加熱しないときに、患者に不快感または損傷を与える温度まで固体熱伝導体１７２０を冷却する必要がある。固体熱伝導体１７２０は、常に、ＣＭＵＴアレイ２１０と熱的結合状態４８０にあり、熱伝導体１７２０の熱質量が固体熱伝導体１７２０の瞬間的な加熱を妨げるので、非標的組織２９０の超音波誘導加熱が放散するのと同程度にすばやく固体熱伝導体による冷却をオフにすることができない場合がある。したがって、ＣＭＵＴアレイ２１０をオフにすると、非標的組織２９０が固体熱伝導体１７２０によって過剰に冷却されうる。同様に、ＣＭＵＴアレイ２１０がオンになったときに、固体熱伝導体１７２０が非標的組織２９０を十分に冷却することを確実にするために、ＣＭＵＴアレイ２１０をオンにする前に、少なくとも固体熱伝導体１７２０の冷却を開始することが必要であるかもしれない。この予備冷却段階の間、固体熱伝導体１７２０は、非標的組織２９０を過剰に冷却しうる。ヒータ５１３０は、低い熱質量に構成され、故に、固体熱伝導体１７２０よりも速い時間スケールでの温度制御を実行する。
【０２９８】
ＣＭＵＴ装置５１００は、容易で迅速な温度制御などの熱電冷却のいくつかの利点からは恩恵を受けないが、ＣＭＵＴ装置５１００は、（身体の別の近くの通路とは対照的に）治療箇所での直接冷却を実施できる。ＣＭＵＴ装置５１００はまた、液冷式カテーテル先端を超える利点を有する。特に、ＣＭＵＴ装置５１００は、液体冷却剤を身体の通路に導入することなく、受動的な冷却を行う。したがって、カテーテル５１６０から液体冷却剤が漏れて患者を直接曝す危険性はなく、カテーテルＣＭＵＴ装置５１００／カテーテル５１６０は、液体冷却剤を患者に導入することへの規制当局の承認を必要としない。
【０２９９】
一実施形態では、ＣＭＵＴ装置５１００は、図５を参照して上述したように、レンズ５１０を含む。ＣＭＵＴ装置５１００はまた、図２を参照して上述したように、１つまたは複数のセンサ２３０を含んでもよい。
【０３００】
本発明の範囲から逸脱することなく、ＣＭＵＴ装置５１００は、ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置２００および固体熱伝導体１７２０の代わりに、カテーテル１７００，１８００，および１９００、管状カテーテルジャケット２３００、カテーテル２５５０および２６５０、ならびに装置３７００および３８００に実装されてもよい。また、本発明の範囲から逸脱することなく、ＣＭＵＴ装置５１００は、システム４０００，４１００，４２００，および４３００に実装されてもよい。
【０３０１】
図５２は、ヒータを含むＣＭＵＴ装置５１００の１つの構成５２００の分解図である。構成５２００は、ロッド部５２１８および平坦部５２１２を有する固体熱伝導体５２２０としての固体熱伝導体１７２０を実装する。一実施形態では、ロッド部５２１８および平坦部５２１２は、一体的に形成された固体片の一部である。平坦部５２１２は、上面５２１４および下面５２１６を有する。ＣＭＵＴアレイ２１０およびレンズ５１０は上面５２１４に配置され、抵抗加熱器５２３０は下面５２１６に連結される。抵抗加熱器５２３０は、ヒータ５１３０の一実施形態である。
【０３０２】
図５３は、ヒータを含むＣＭＵＴ装置５１００の他の構成５３００の分解図である。構成５３００は、ロッド部５２１８および少なくとも部分的に平坦化された部分５３１２を有する固体熱伝導体５３２０としての固体熱伝導体１７２０を実装する。一実施形態では、ロッド部５２１８および平坦部５３１２は、一体的に形成された固体片の一部である。平坦部５３１２は、上面５３１４を有する。ＣＭＵＴアレイ２１０およびレンズ５１０は上面５３１４に配置され、抵抗加熱器５３３０が、平坦部５３１２近傍のロッド部５２１８に巻かれている。抵抗加熱器５３３０は、ヒータ５１３０の一実施形態である。
【０３０３】
図５４は、ヒータを含むＣＭＵＴ装置５１００のさらに他の構成５４００の分解図である。構成５４００は、固体熱伝導体５３２０としての固体熱伝導体１７２０を実装する。ＣＭＵＴアレイ２１０およびレンズ５１０は上面５３１４上に配置されており、抵抗加熱器５４３０は平坦部５３１２上に位置し、かつ上面５３１４とＣＭＵＴアレイ２１０との間にある。一実施態様では、抵抗加熱器５４３０は、上面５３１４とＣＭＵＴアレイ２１０との間の熱接着剤に埋め込まれたワイヤである。抵抗加熱器５４３０は、ヒータ５１３０の一実施形態である。
【０３０４】
図５５は、受動的冷却を伴う超音波治療のための１つのシステム５５００を示す。システム５５００は、熱電冷却器２２０による能動的冷却の代わりに固体熱伝導体１７２０による受動的冷却のために構成されていることを除いて、システム３５００と類似している。システム５５００は、オプションとしてハンドル３５６０に共に取り付けられる（電子回路３５１０の代わりの）電子回路５５１０および熱交換器１７３０とを含んでいる。電子回路５５１０および熱交換器１７３０は、カテーテル５１６０と協働するように構成されている。電子回路５５１０は、ペルチェ駆動回路３５１４を含まない電子回路３５１０の適応形態である。電子回路５５１０は、該電子回路５５１０がヒータ５１３０を含むカテーテル５１６０の実施形態と連結される場合、ヒータ５１３０を駆動するための加熱回路５５３０を含んでもよい。システム５５００の一実施形態では、治療コントローラ３５４０は、加熱回路５５３０（含まれる場合）を制御するように適合され、および／または熱交換器１７３０を少なくとも部分的に制御するように適合される。この実施形態では、治療コントローラ３５４０は、測定ユニット３５３２と協働して、センサ２３０（含まれる場合）から得られる測定値に基づいて、加熱回路５５３０（含まれる場合）および／または熱交換器１７３０を制御してもよい。
【０３０５】
図５６は、受動的冷却を伴う超音波治療のための１つの方法５６００を示す。方法５６００は、例えばカテーテル５１６０および熱交換器１７３０によって実行される。方法５６００の実行は、電子回路５５１０を利用した治療コントローラ３５４０によって命令されてもよい。方法５６００のある実施形態は、治療制御命令３９４０としての機械読み取り可能な命令３９３０にコード化されてもよい。方法５６００の他の実施形態は、測定命令３９３２および超音波撮像命令３９５０のうちの１つまたは両方と組み合わせて、治療制御命令３９４０としての機械読み取り可能な命令３９３０にコード化されてもよい。
【０３０６】
方法５６００は、ステップ４４２０および４４３０がステップ５６２０に置き換えられていることを除いて、方法４４００に類似している。ステップ５６２０は、非標的組織から熱を除去する。ステップ５６２０は、熱を、非標的組織から固体熱伝導体を介して身体の通路外部の熱交換器に伝導するステップ５６２２を含む。ステップ５６２０および５６２２の一例では、固体熱伝導体１７２０がＣＭＵＴアレイ２１０を介して非標的組織２９０から熱を除去するように、熱交換器１７３０は、カテーテル５１６０の固体熱伝導体１７２０を冷却する。熱交換器１７３０は、例えば、液体窒素、−３０℃まで冷却された不凍液、０℃に近い温度に冷却された水、または室温の水による、固体熱伝導体１７２０の液体冷却を利用してもよい。ステップ５６２０は、過度の冷却を防止するために必要に応じて、カテーテル先端、ひいては非標的組織を加熱するステップ５６２４を含んでもよい。ステップ５６２４の一例では、ヒータ５１３０は、固体熱伝導体１７２０による非標的組織２９０の過冷却を防止または補償するように、カテーテル５１６０の先端の少なくとも一部を加熱して非標的組織２９０を加熱する。
【０３０７】
図５７は、尿道１９４の受動的冷却を伴う前立腺１９２の超音波治療の１つの方法５７００を示す。方法５７００は、例えば、カテーテル５１６０および熱交換器１７３０によって実行される。方法５７００は、前立腺１９２の超音波治療、例えば、ＢＰＨまたは前立腺癌を治療するために特別に適合された方法５６００の一実施形態である。
【０３０８】
方法５７００は、それぞれステップ４４１０および５６２０の実施形態であるステップ４５１０および５７２０を含む。ステップ４５１０は、図４５を参照して上述されている。ステップ５７２０は、尿道１９４の壁から熱を除去する。ステップ５７２０は、熱を、尿道１９４の壁から固体熱伝導体を介して尿道１９４の外部の熱交換器に伝導するステップ５７２２を含む。ステップ５７２０は、過度の冷却を防ぐために必要に応じて、カテーテル先端、ひいては尿道１９４の壁を加熱するステップ５７２４を含んでもよい。ステップ５７２２および５７２４は、それぞれ、ステップ５６２２および５６２４の実施形態である。
【０３０９】
方法５７００は、図４６を参照して上述したように、ステップ４５４０，４５５０，および／または４５６０をさらに含んでもよい。
【０３１０】
本発明の範囲から逸脱することなく、方法５６００および５７００のそれぞれは、ステップ４４１２において方法４６００を実施してもよい。また、本発明の範囲から逸脱することなく、方法５６００および５７００のそれぞれは、プロトコル４８００に従って実行されてもよい。
【０３１１】
実施例１：ＣＭＵＴ−ＴＥＣ装置の冷却性能のモデリング
装置７００の一実施形態および隣接する組織の熱特性は、電気回路モデルおよびソフトウェアＳＰＩＣＥ（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）を使用して評価された。このモデルは、熱伝導および電気伝導が類似の物理法則によって支配されるという事実を利用している。このモデルでは、（ａ）装置７００がレンズ５１０を含んでいること、（ｂ）固体熱伝導体７１０が熱交換器１７３０などの熱交換器に連結されていること、および（ｃ）固体熱伝導体７１０がステンレス鋼のカテーテルジャケット内に収容されていること、を想定している。モデルでは、隣接する組織とレンズ５１０の両方の超音波加熱を考慮に入れており、さらに熱電冷却器によって発生する熱も考慮に入れている。モデルは、固体熱伝導体、熱交換器、ステンレス鋼のカテーテルジャケット、熱電冷却器、ＣＭＵＴ、レンズ、および組織の間の熱的結合を説明する。
【０３１２】
本実施例では、固体熱伝導体７１０は、固体熱伝導体５３２０と同様の形状の銅の棒であり、ロッド部５２１８は、２０ｃｍの長さで、３．２ｍｍの直径を有しており、平坦部５３１２は、２．５ｃｍの長さを有する（本モデルでは、ヒータ５３３０は含まれていない）。６個の熱電冷却器（Marllow, NL1020T）は、熱エポキシで上面５３１４に横並びに取り付けられて並列に延びており、ＣＭＵＴは上面５３１４とは反対側の熱電冷却器の側面に取り付けられている。ＣＭＵＴの作動領域は、３．４ｍｍ×２５．６ｍｍである。各熱電冷却器は、約３．４ｍｍ×３．４ｍｍの面積を覆い、１．６ｍｍの厚さを有する。ステンレス鋼のカテーテルジャケットは、内径が４ｍｍ、外径が５ｍｍ、長さが２０ｃｍである。ステンレス鋼のカテーテルジャケットは、ロッド部５２１８を収容する。ＣＭＵＴは、オンにすると１０ワットの超音波を発生する。各熱電冷却器は、オンにすると、０．３アンペアの電流で駆動され、最適な冷却性能を提供することが判明している。
【０３１３】
レンズと組織との界面での温度は、ＣＭＵＴおよび熱電冷却器をオンにした後の時間の関数としてモデル化される。計算は、熱交換器の冷却リザーバの異なる温度、およびレンズ５１０の２つの異なる材料（シルガード１６０およびＲＴＶ−６１５）について実行される。表１は、加熱および冷却が平衡に達したときのレンズと組織との界面での定常状態温度を摂氏で列挙している。表２は、固体熱伝導体とステンレス鋼のカテーテルジャケットとの間の断熱がある場合とない場合とで、加熱または冷却が行われていない定常状態温度から、レンズと組織との界面での温度が４１℃になるまでの上昇時間（秒単位）を列挙している。
【表１】
2020533157.tif 000003
【０３１４】
表１および表２に挙げられた結果は、冷却リザーバ温度が低いときに冷却が最も効果的であること、およびシルガード１６０と比較して、ＲＴＶ−６１５の超音波減衰の減少によって、レンズと組織との界面での定常状態温度が低下し、４１℃までの上昇時間が長くなることを示している。１つの治療シナリオでは、ＣＭＵＴの作動時間は、レンズと組織との界面での温度が４２℃を超えるのを防ぐために、表２に挙げられた対応する上昇時間に制限される。レンズと組織との界面での温度が所望の量だけ低下したときに治療を再開してもよい。この冷却を促進するために、熱電冷却器をオンにしたままにしておいてもよい。
【０３１５】
標的組織の加熱は、生体熱輸送方程式を用いてシミュレーションされた。このシミュレーションは、壊死した組織の体積が超音波曝露時間の高非線形関数であることを示している。一例では、２秒間の曝露で約２．５ｍｍ３の組織体積が壊死するが、さらなる２秒間の曝露でさらに約１０ｍｍ３の組織体積が壊死する。したがって、超音波治療は、冷却が最高上限温までの長い上昇時間（表２参照）を提供する場合に、非常に効果的でありえる。
【０３１６】
実施例２：受動的に冷却されたＣＭＵＴ装置の冷却性能のモデリング
ＣＭＵＴ装置５１００の一実施形態および隣接する組織の熱特性は、熱電冷却器を使用しないことを除いて、実施例１で上述した方法と同様の方法で、電気回路モデルおよびソフトウェアＳＰＩＣＥ（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）を使用して評価された。表３は、固体熱伝導体とステンレス鋼のカテーテルジャケットとの間の断熱がある場合とない場合とで、加熱と冷却が平衡に達したときのレンズと組織との界面での定常状態温度を摂氏で列挙している。表４は、固体熱伝導体とステンレス鋼のカテーテルジャケットとの間の断熱がある場合とない場合とで、加熱または冷却が行われていない定常状態温度から、レンズと組織との界面での温度が４１℃になるまでの上昇時間（秒単位）を列挙している。
【表２】
2020533157.tif 000004
【０３１７】
表３および表４に挙げられた結果は、冷却リザーバ温度が低いときに冷却が最も効果的であること、およびシルガード１６０と比較して、ＲＴＶ−６１５の超音波減衰の減少によって、レンズと組織との界面での定常状態温度が低下し、４１℃までの上昇時間が長くなることを示している。最も低い冷却リザーバ温度では、受動的冷却を伴った上昇時間は、熱電冷却を伴った上昇時間と同じかそれよりも長い（表２を参照）。しかしながら、これらのシナリオでは、患者の組織の過冷却を防止するために、超音波放射がオフのときにヒータ５１３０を作動させる必要があるかもしれない。より高い冷却リザーバ温度では、受動的冷却で達成される上昇時間は、熱電冷却で達成される上昇時間よりも短い。
【０３１８】
特徴の組み合わせ
上述した特徴および以下に主張する特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な方法で組み合わせることができる。例えば、本明細書に記載された１つの医療装置、システム、または方法の態様は、本明細書に記載された別の医療装置、システム、または方法の特徴を組み込んでもよいし、交換してもよいことが理解されるであろう。以下の例は、上述した実施形態の可能な、かつ非限定的な組み合わせを例示する。本発明の概念および範囲から逸脱することなく、他の多くの変更および変形が、本明細書に記載された方法および装置に対してなされ得ることは明らかである。
【０３１９】
（Ａ１）  医療装置は、超音波を標的組織に放射するように構成された容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイと、前記ＣＭＵＴアレイに機械的に連結され、超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成された少なくとも１つの熱電冷却器を含んでいてもよい。
【０３２０】
（Ａ２）  （Ａ１）として示された装置において、前記ＣＭＵＴアレイは、該ＣＭＵＴアレイの第１の側面から超音波を放射するように構成されていてもよいし、各熱電冷却器は、前記ＣＭＵＴアレイの第２の側面に熱的に結合されていてもよい。
【０３２１】
（Ａ３）  （Ａ２）として示される装置において、前記ＣＭＵＴアレイの前記第１の側面は、前記非標的組織と熱的に結合して、前記ＣＭＵＴアレイを介した前記少なくとも１つの熱電冷却器による前記非標的組織の冷却を容易にするように構成されていてもよい。
【０３２２】
（Ａ４）  （Ａ２）および（Ａ３）として示される装置のいずれかは、前記ＣＭＵＴアレイの前記第１の側面に配置された音響レンズをさらに含んでいてもよく、前記音響レンズは、前記非標的組織と熱的に結合されて、前記ＣＭＵＴアレイおよび前記音響レンズを介した前記非標的組織と前記少なくとも１つの熱電冷却器との間の熱的経路を形成するように構成されている。
【０３２３】
（Ａ５）  （Ａ４）として示される装置において、前記音響レンズは、前記非標的組織と物理的に接触するように構成されていてもよい。
【０３２４】
（Ａ６）  （Ａ１）乃至（Ａ５）として示される装置のいずれかは、各熱電冷却器に熱的に結合され、前記熱電冷却器から熱を除去する固体熱伝導体をさらに含んでいてもよい。
【０３２５】
（Ａ７）  （Ａ６）として示される装置において、各熱電冷却器は、層内に実装されてもよく、前記層は、（ａ）前記ＣＭＵＴアレイの前記第２の側面に熱的に結合された第１の側面と、（ｂ）前記層の前記第１の側面とは反対側を向き、前記固体熱伝導体に熱的に結合された第２の側面を有する。
【０３２６】
（Ａ８）  （Ａ６）および（Ａ７）として示される装置のいずれかにおいて、前記固体熱伝導体は金属を含んでいてもよい。
【０３２７】
（Ａ９）  （Ａ１）乃至（Ａ８）として示される装置のいずれかは、前記ＣＭＵＴアレイを備えたシリコン基板を含んでいてもよく、各熱電冷却器は、熱伝導性接着剤を介して前記シリコン基板に接着される。
【０３２８】
（Ａ１０）  （Ａ１）乃至（Ａ９）として示される装置のいずれかは、前記非標的組織の特性を感知するための１つまたは複数のセンサをさらに含んでいてもよく、前記特性は、温度、圧力、および温度と圧力との組み合わせからなる群から選択されてもよい。
【０３２９】
（Ａ１１）  （Ａ１０）として示される装置において、各センサは、固体センサであってもよい。
【０３３０】
（Ａ１２）  （Ａ１１）として示される装置において、前記１つまたは複数の固体センサは、前記非標的組織の圧力を感知するように構成されたひずみゲージを含んでいてもよい。
【０３３１】
（Ａ１３）  （Ａ１）乃至（Ａ１２）として示される装置のいずれかにおいて、前記ＣＭＵＴアレイは平面的であってもよい。
【０３３２】
（Ａ１４）  （Ａ１）乃至（Ａ１２）として示される装置のいずれかにおいて、前記ＣＭＵＴアレイは、互いに角度を付けて配置された２つの平面ＣＭＵＴサブアレイを含んでいてもよい。
【０３３３】
（Ａ１５）  （Ａ１４）として示される装置において、前記２つの平面ＣＭＵＴサブアレイのそれぞれの超音波放出面は、前記ＣＭＵＴアレイの角度範囲を拡大するために、互いに離れるように角度を付けられていてもよい。
【０３３４】
（Ａ１６）  （Ａ１５）として示される装置において、前記平面ＣＭＵＴサブアレイのそれぞれは、第１の次元において横長であってもよく、前記２つの平面ＣＭＵＴサブアレイのそれぞれの超音波放出面間の角度は、前記第１の次元に直交する平面内にある、
【０３３５】
（Ａ１７）  （Ａ１５）および（Ａ１６）として示される装置のいずれかにおいて、前記超音波放出面の各法線ベクトル間の角度は、４５度から９０度の範囲内にあってもよい。
【０３３６】
（Ｂ１）  固体冷却を用いた超音波治療のためのカテーテルは、（ａ）標的組織に超音波を放射するように構成された容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイと、（ｂ）前記超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成された熱電冷却器と、（ｃ）前記熱電冷却器に連結され、前記カテーテルの末端から前記カテーテルの近位端に向かって前記カテーテルに沿って延びていて、熱を前記熱電冷却器から遠ざかる方向に伝導する固体熱伝導体と、を含んでいてもよい。前記超音波振動子は前記カテーテルの前記末端に配置されている。
【０３３７】
（Ｂ２）  （Ｂ１）として示されるカテーテルにおいて、前記熱電冷却器は、前記ＣＭＵＴアレイと機械的に連結されていてもよい。
【０３３８】
（Ｂ３）  （Ｂ１）および（Ｂ２）として示されるカテーテルのいずれかにおいて、前記固体熱伝導体は、金属導体を含んでいてもよい。
【０３３９】
（Ｂ４）  （Ｂ３）として示されるカテーテルにおいて、前記金属導体は、柔軟な編組ワイヤの金属導体であってもよい。
【０３４０】
（Ｂ５）  （Ｂ１）乃至（Ｂ４）として示されるカテーテルのいずれかは、前記ＣＭＵＴアレイを前記カテーテルの外部の超音波駆動回路に電気的に連結するように構成された第１の導電体と、前記熱電冷却器を駆動するために前記カテーテルの外部のペルチェ駆動回路に前記熱電冷却器を電気的に連結するように構成された第２の導電体とをさらに含んでいてもよい。
【０３４１】
（Ｂ６）  （Ｂ１）乃至（Ｂ５）として示されるカテーテルのいずれかは、前記非標的組織の温度を感知する温度センサをさらに含んでいてもよい。
【０３４２】
（Ｂ７）  （Ｂ１）乃至（Ｂ６）として示されるカテーテルのいずれかは、前記非標的組織の圧力を感知するための圧力センサをさらに含んでいてもよい。
【０３４３】
（Ｂ８）  （Ｂ１）乃至（Ｂ７）として示されるカテーテルのいずれかは、尿道に挿入するように構成されてもよく、前記標的組織は前立腺であり、前記非標的組織は前記尿道の壁の少なくとも一部である。
【０３４４】
（Ｂ９）  （Ｂ８）として示されるカテーテルは、前記ＣＭＵＴアレイおよび前記熱電冷却器をカテーテル先端内に実装していてもよく、前記カテーテルは、前記カテーテル先端に連結されたカテーテルジャケットをさらに含んでいてもよい。前記カテーテルジャケットは、前記前立腺から前記尿道の出口まで到達する長さを有する。
【０３４５】
（Ｂ１０）  （Ｂ９）として示されるカテーテルにおいて、前記カテーテルジャケットは、前記固体熱伝導体によって伝導された熱が前記尿道の前記壁を損傷させることを防止するための熱絶縁層を含んでいてもよい。
【０３４６】
（Ｂ１１）  （Ｂ９）および（Ｂ１０）として示されるカテーテルのいずれかは、前記カテーテル先端および前記カテーテルジャケットの周りに配置された取り外し可能なスリーブをさらに含んでいてもよく、前記取り外し可能なスリーブは、該取り外し可能なスリーブを膀胱に固定するための膨張性バルーンを含んでおり、前記膨張性バルーンは少なくとも前記膀胱から前記尿道の出口まで達する長さを有し、前記膨張性バルーンは、前記カテーテル先端を前記尿道から抜いた後、ある期間だけ、前記尿道内に留まるように構成されている。
【０３４７】
（Ｂ１２）  （Ｂ１１）として示されるカテーテルにおいて、前記取り外し可能なスリーブは、前記固体熱伝導体によって伝導された熱が前記尿道の前記壁を損傷させるのを防止するための熱絶縁層をさらに含んでいてもよい。
【０３４８】
（Ｂ１３）  （Ｂ１１）および（Ｂ１２）として示されるカテーテルのいずれかは、前記カテーテルの長手方向軸線の周りの、前記膨張性バルーンに対する前記カテーテル先端の回転を許容する回転ジョイントをさらに含んでいてもよい。
【０３４９】
（Ｂ１４）  （Ｂ１３）として示されるカテーテルにおいて、前記回転ジョイントは、前記長手方向軸線の周りの離散的な複数の向きを決定する。
【０３５０】
（Ｂ１５）  （Ｂ１１）乃至（Ｂ１４）として示されるカテーテルのいずれかにおいて、前記取り外し可能なスリーブは、前記膀胱から前記尿道の出口に尿を通すための導管を形成していてもよい。
【０３５１】
（Ｂ１６）  （Ｂ１１）乃至（Ｂ１５）として示されるカテーテルのいずれかにおいて、前記取り外し可能なスリーブは剛性を有してもよい。
【０３５２】
（Ｂ１７）  （Ｂ１１）乃至（Ｂ１６）として示されるカテーテルのいずれかにおいて、前記取り外し可能なスリーブは可撓性を有してもよい。
【０３５３】
（Ｃ１）  固体冷却を用いた向上された超音波治療のためのシステムは、（Ｂ１）乃至（Ｂ１７）として示される前記カテーテルのうちのいずれかと、前記ＣＭＵＴアレイと協力して音響空洞を形成する２つの音響ミラーと、を含んでいてもよく、前記音響ミラーは、前記音響空洞内での超音波の強度を増加させる。
【０３５４】
（Ｃ２）  （Ｃ１）として示されるシステムは、前立腺の超音波治療のために構成されてもよく、前記カテーテルは、前記ＣＭＵＴアレイを尿道内で前記前立腺に位置させるように構成され、前記２つの音響ミラーは、それぞれ、（ａ）直腸内での内部配置、および（ｂ）前記前立腺の前方での外部配置のために構成されている。
【０３５５】
（Ｄ１）  医療装置は、標的組織を超音波に曝すためのカテーテルと、前記カテーテルの近位端に機械的に連結され、前記カテーテルが挿入される身体の通路の外側に配置されて、前記カテーテルを少なくとも部分的に制御するカテーテルハンドルと、を含んでおり、前記カテーテルは、（ａ）前記カテーテルの末端に配置され、前記標的組織に超音波を放射するように構成された容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイと、（ｂ）前記超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成された熱電冷却器と、（ｃ）前記熱電冷却器に連結され、前記カテーテルの末端から近位端に向かって前記カテーテルに沿って延びていて、前記熱電冷却器から遠ざかる方向に熱を伝導するように構成された固体熱伝導体と、を含んでいる。
【０３５６】
（Ｄ２）  （Ｄ１）として示される装置において、前記固体熱伝導体は、前記カテーテルハンドルまで延びていてもよく、前記カテーテルハンドルは、前記固体熱伝導体を冷却するための熱交換器を含んでいてもよい。 
【０３５７】
（Ｄ３）  （Ｄ１）および（Ｄ２）として示される装置のいずれかにおいて、前記カテーテルハンドルは、前記ＣＭＵＴアレイを駆動し、前記熱電冷却器を駆動するための電子回路を含んでいてもよく、前記カテーテルは、前記電子回路を前記ＣＭＵＴアレイおよび前記熱電冷却器に連結する電気接続部を含んでもよい。
【０３５８】
（Ｄ４）  （Ｄ１）乃至（Ｄ３）として示される装置のいずれかは、（ｉ）前記カテーテル内に位置され、前記非標的組織の特性を感知するように構成された１つまたは複数のセンサと、（ｉｉ）前記ハンドル内に位置され、前記１つまたは複数のセンサに電気的に連結された測定回路と、をさらに含んでもよく、前記測定回路は、前記１つまたは複数のセンサからのセンサ信号を処理して、前記特性を決定するように構成されている。前記特性は、温度、圧力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【０３５９】
（Ｄ５）  （Ｄ１）乃至（Ｄ４）として示される装置のいずれかは、前記カテーテルを囲むためのカテーテルスリーブをさらに含んでいてもよく、前記カテーテルスリーブと前記カテーテルは、前記カテーテルを身体の通路から抜いた後に前記カテーテルスリーブを身体の通路内に残すことを可能にするように取り外し可能に連結されており、前記カテーテルスリーブは、（ａ）１つまたは複数の組織特性センサ、および（ｂ）前記カテーテルスリーブを通じて流体を流すための導管、のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。
【０３６０】
（Ｄ６）  （Ｄ１）乃至（Ｄ５）として示される装置のいずれかにおいて、前記カテーテルは、尿道カテーテルであってもよく、前記尿道カテーテルは、尿道に挿入されて、前記ＣＭＵＴアレイおよび前記熱電冷却器を前記前立腺に位置させて超音波治療を前記前立腺に適用するように構成されている。
【０３６１】
（Ｄ７）  （Ｄ６）として示される装置において、前記カテーテルは、前記ＣＭＵＴアレイおよび前記熱電冷却器を含むカテーテル先端を含んでいてもよく、前記ハンドルは、前記前立腺に関連付けられた基準位置に対する前記カテーテル先端の位置を変更するためのアクチュエータを含んでいる。
【０３６２】
（Ｄ８）  （Ｄ７）として示される装置において、前記ハンドルは、前記基準位置に対する前記カテーテル先端の位置を示すためのインジケータをさらに含んでいてもよい。
【０３６３】
（Ｄ９）  （Ｄ８）として示される装置において、前記カテーテルは、該カテーテルの長手方向軸線の周りの、前記カテーテル先端の回転を許容する回転ジョイントをさらに含んでいてもよく、前記アクチュエータは、前記長手方向軸線の周りに前記カテーテル先端を回転させることが可能である。
【０３６４】
（Ｄ１０）  （Ｄ８）および（Ｄ９）として示される装置のいずれかにおいて、前記アクチュエータは、前記カテーテルの長手方向軸線に沿った方向に前記カテーテル先端の位置を調節することができるものであってもよい。
【０３６５】
（Ｅ１）  向上された超音波治療のためのシステムは、（ａ）超音波振動子アレイを含み、該超音波振動子アレイを身体の通路内に位置させて、該身体の標的組織を超音波に曝すように構成されたカテーテルと、（ｂ）少なくとも１つの音響ミラーを含んでもよく、各音響ミラーは、前記通路の外部であって、かつ前記超音波振動子アレイとは反対側の前記標的組織の側面に配置されるように構成され、前記超音波振動子アレイと前記音響ミラーとの間に定常音波を生成することによって前記標的組織での超音波の強度を向上させる音響空洞を形成する。
【０３６６】
（Ｅ２）  （Ｅ１）として示されるシステムにおいて、前記カテーテルは、尿道カテーテルであってもよく、前記尿道カテーテルは、前記超音波振動子アレイを前立腺に位置させて、超音波で前記前立腺を治療するように構成される。
【０３６７】
（Ｅ３）  （Ｅ２）として示されるシステムにおいて、前記少なくとも１つの音響ミラーは、前記身体の外側で前立腺の前方に位置するように構成された第１の音響ミラーと、前記身体の直腸内に位置するように構成された第２の音響ミラーとを含んでいてもよい。
【０３６８】
（Ｅ４）  （Ｅ１）乃至（Ｅ３）として示されるシステムのいずれかにおいて、前記超音波振動子アレイは、容量性微小超音波振動子アレイであってもよい。
【０３６９】
（Ｅ５）  （Ｅ１）乃至（Ｅ３）として示されるシステムのいずれかにおいて、前記超音波振動子アレイは、圧電式超音波振動子アレイであってもよい。
【０３７０】
（Ｆ１）  向上された超音波治療のためのシステムは、第１の超音波振動子アレイと、前記第１の超音波振動子アレイと協働して音響空洞を形成するように構成された第２の超音波振動子アレイと、を含んでいてもよく、前記音響空洞は、前記第１の超音波振動子アレイおよび前記第２の超音波振動子アレイによって生成された超音波の強度を、該音響空洞内に定在音波を生成することによって標的組織で向上させる。
【０３７１】
（Ｆ２）  （Ｆ１）として示されるシステムは、前記第１の超音波振動子アレイの超音波放射と、前記第２の超音波振動子アレイの超音波放射との間の位相シフトを調整して、前記定常音波の各波腹の位置を調整するように構成された制御モジュールをさらに含んでいてもよい。
【０３７２】
（Ｆ３）  （Ｆ２）として示されるシステムにおいて、前記制御モジュールは、前記位相シフトを掃引して、各波腹の位置を掃引するように構成されていてもよい。
【０３７３】
（Ｆ４）  （Ｆ１）乃至（Ｆ３）として示されるシステムのいずれかは、前記第１の超音波振動子アレイを含む尿道カテーテルを含んでいてもよく、前記尿道カテーテルは、前立腺の一部分が前記音響空洞に含まれるように、前記第１の超音波振動子アレイを対象の尿道内で前立腺に位置させるように構成されている。
【０３７４】
（Ｆ５）  （Ｆ４）として示されるシステムにおいて、前記第１の超音波振動子アレイは、容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイであってもよく、前記尿道カテーテルは、少なくとも１つの熱電冷却器をさらに含んでいてもよく、前記少なくとも１つの熱電冷却器は、前記ＣＭＵＴアレイと機械的に連結され、超音波によって加熱された尿道の壁の一部分を冷却するように構成されている。
【０３７５】
（Ｆ６）  （Ｆ５）として示されるシステムにおいて、前記第１の超音波振動子装置は、前記尿道カテーテルの末端に実装されてもよく、前記尿道カテーテルは固体熱伝導体をさらに含んでもよく、前記固体熱伝導体は、前記少なくとも１つの熱電冷却器に連結され、かつ前記尿道カテーテルに沿って該尿道カテーテルの前記末端から近位端に向かって延びて、熱を前記熱電冷却器から遠ざかる方向に伝導する。
【０３７６】
（Ｆ７）  （Ｆ４）乃至（Ｆ６）として示されるシステムのいずれかは、前記第２の超音波振動子アレイを含む直腸カテーテルを含んでいてもよく、前記直腸カテーテルは、前記音響空洞が前立腺の後部を含むように、前記第２の超音波振動子アレイを直腸内に位置させるように構成されている。
【０３７７】
（Ｆ８）  （Ｆ４）乃至（Ｆ６）として示されるシステムのいずれかにおいて、前記第２の超音波振動子は、前記音響空洞が前立腺の前部を含むように、対象の体外で前立腺の前方に位置されるように構成されていてもよい。
【０３７８】
（Ｆ９）  （Ｆ１）乃至（Ｆ８）として示されるシステムのいずれかにおいて、前記第１の超音波振動子アレイおよび前記第２の超音波振動子アレイのそれぞれは、容量性微小超音波振動子アレイであってもよい。
【０３７９】
（Ｆ１０）  （Ｆ１）乃至（Ｆ８）として示されるシステムのいずれかにおいて、前記第１の超音波振動子アレイおよび前記第２の超音波振動子アレイのそれぞれは、圧電式超音波振動子アレイであってもよい。
【０３８０】
（Ｇ１）  固体冷却を備えたカテーテルまたはカテーテルスリーブは、身体の通路に挿入するための管状壁と、前記通路の組織を冷却するために前記管状壁に連結された少なくとも１つの熱電冷却器とを含んでもよい。
【０３８１】
（Ｇ２）  （Ｇ１）として示されるカテーテルまたはカテーテルスリーブにおいて、各熱電冷却器は、前記管状壁の外側に取り付けられ、前記熱電冷却器の低温側が前記管状壁とは反対側を向き、前記熱電冷却器の高温側が前記管状壁を向いて動作するように構成されていてもよい。
【０３８２】
（Ｇ３）  （Ｇ２）として示されるカテーテルまたはカテーテルスリーブは、前記管状壁によって境界が形成された空間内に配置された固体熱伝導体をさらに含んでいてもよく、前記固体熱伝導体は、各熱電冷却器の高温側に熱的に結合されて、該高温側から熱を除去する。
【０３８３】
（Ｇ４）  （Ｇ３）として示されるカテーテルまたはカテーテルスリーブにおいて、前記少なくとも１つの熱電冷却器から離れた前記管状壁の少なくとも一部は、前記固体熱伝導体によって伝導された熱が、前記管状壁の少なくとも一部と熱的に接触している組織を損傷させるのを防ぐために、熱絶縁層を含んでいてもよい。
【０３８４】
（Ｇ５）  （Ｇ２）として示されるカテーテルまたはカテーテルスリーブは、（ａ）前記管状壁の外側に配置されるか、または前記管状壁に一体化された固体熱伝導体であって、各熱電冷却器の高温側に熱的に結合されて、各熱電冷却器の高温側から熱を除去する固体熱伝導体と、（ｂ）前記固体熱伝導体の外側に配置され、該固体熱伝導体によって伝導された熱が、前記固体熱伝導体に隣接する組織を損傷させるのを防止する熱絶縁層と、をさらに含んでいてもよい。
【０３８５】
（Ｇ６）  （Ｇ２）として示されるカテーテルまたはカテーテルスリーブにおいて、前記管状壁は、前記通路の外部にあるように構成された近位端を有していてもよく、各熱電冷却器は、前記近位端から離れた前記管状壁の一部分にあってもよく、前記カテーテルは、固体熱伝導体をさらに含んでいてもよく、前記固体熱伝導体は、各熱電冷却器の高温側に熱的に結合され、かつ前記管状壁の近位端まで延びて、各熱電冷却器の高温側からの熱を前記通路の外部に伝導するように構成される。
【０３８６】
（Ｇ７）  （Ｇ２）乃至（Ｇ６）として示されるカテーテルまたはカテーテルスリーブのいずれかにおいて、各熱電冷却器は、（ｉ）電気的に直列に連結され、交互に配列された複数のｎ型半導体および複数のｐ型半導体と、（ｉｉ）前記低温側で前記ｎ型半導体と前記ｐ型半導体とを熱的に結合する第１の熱伝導体と、（ｉｉｉ）前記管状壁の外側に取り付けられ、前記高温側で前記ｎ型半導体と前記ｐ型半導体とを熱的に結合する第２の熱伝導体とを含んでいてもよい。
【０３８７】
（Ｇ８）  （Ｇ７）として示されるカテーテルまたはカテーテルスリーブにおいて、前記熱電冷却器を支持する前記管状壁の一部は剛性を有していてもよく、前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体は、前記管状壁の曲率に適合した剛性構造で配列されていてもよい。
【０３８８】
（Ｇ９）  （Ｇ７）として示されるカテーテルまたはカテーテルスリーブにおいて、前記熱電冷却器を支持する前記管状壁の一部は可撓性を有していてもよく、前記ｎ型半導体と前記ｐ型半導体との間の電気接続部は、前記管状壁の一部の屈曲に適合する柔軟性を有していてもよい
【０３８９】
（Ｈ１）  統合感知を備えたカテーテルスリーブは、カテーテルを囲むことができるように構成され、かつ身体の通路に挿入するための管状ケーシングと、前記管状ケーシングに連結され、前記通路の組織の１つまたは複数の特性を感知するように構成された少なくとも１つのセンサとを含んでいてもよく、前記１つまたは複数の特性のそれぞれは、温度と圧力とからなる群から選択される。
【０３９０】
（Ｈ２）  （Ｈ１）として示されるカテーテルスリーブは、尿道カテーテルを囲むように構成されていてもよい。
【０３９１】
（Ｈ３）  （Ｈ２）として示されるカテーテルスリーブは、膀胱からの尿を尿道の外に流すための導管をさらに含んでいてもよい。
【０３９２】
（Ｈ４）  （Ｈ３）として示されるカテーテルスリーブにおいて、前記導管は、前記管状ケーシング内に形成されていてもよい。
【０３９３】
（Ｈ５）  （Ｈ１）乃至（Ｈ４）として示されるカテーテルスリーブのいずれかは、前記カテーテルスリーブを膀胱に固定するための膨張性バルーンと、前記膨張性バルーンを膨張させるために流体を前記膨張性バルーンに流すための導管と、をさらに含んでいてもよい。
【０３９４】
（Ｈ６）  （Ｈ５）として示されるカテーテルスリーブにおいて、前記導管は、前記管状ケーシング内に形成されていてもよい。
【０３９５】
（Ｈ７）  （Ｈ１）乃至（Ｈ６）として示されるカテーテルスリーブのいずれかにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、複数の位置で前記少なくとも１つの特性を感知するための複数のセンサを含んでもよい。
【０３９６】
（Ｈ８）  （Ｈ１）乃至（Ｈ７）として示されるカテーテルスリーブのいずれかにおいて、前記管状ケーシングは、１つまたは複数の電気接続部を含んでもよく、前記１つまたは複数の電気接続部は、前記少なくとも１つのセンサに連結され、かつ前記管状ケーシングの近位端に向かって延びて、前記通路の外部の電子回路に、組織の前記１つまたは複数の特性を示す少なくとも１つのセンサ信号を伝えるように構成される。
【０３９７】
（Ｈ９）  （Ｈ１）乃至（Ｈ８）として示されるカテーテルスリーブのいずれかにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、アクティブセンサを含んでいてもよく、前記電気接続部は、前記通路の外部の電源から前記アクティブセンサへの電力接続部を含んでいてもよい。
【０３９８】
（Ｈ１０）  （Ｈ９）として示されるカテーテルスリーブにおいて、前記管状ケーシングは、可撓性ポリマーケーシングを含んでいてもよく、前記電気接続部は、前記可撓性ポリマーケーシング内に形成されてもよい。
【０３９９】
（Ｈ１１）  （Ｈ１）乃至（Ｈ８）として示されるカテーテルスリーブのいずれかにおいて、各センサは受動型センサであってもよい。
【０４００】
（Ｈ１２）  （Ｈ１１）として示されるカテーテルスリーブにおいて、各センサは、カテーテルによる各センサ信号の読み出しのために、前記スリーブ内に配置された前記カテーテルに無線で連結するように構成されていてもよい。
【０４０１】
（Ｈ１３）  （Ｈ１１）として示されるカテーテルスリーブにおいて、各センサは、カテーテルによる各センサ信号の読み出しのために、前記スリーブ内に配置された前記カテーテルの電気接続部と電気的に連結するように構成された電気接続部を含んでいてもよい。
【０４０２】
（Ｉ１）  固体冷却を用いた超音波治療のためのシステムは、（１）容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイを駆動する駆動信号を生成して、標的組織を超音波に曝すように構成された超音波駆動回路と、（２）少なくとも１つの熱電冷却器を駆動して、前記超音波によって加熱された非標的組織を冷却するように構成されたペルチェ駆動回路とを含んでもよい。
【０４０３】
（Ｉ２）  （Ｉ１）として示されるシステムは、超音波撮像回路をさらに含んでいてもよく、前記超音波撮像回路は、（ａ）前記ＣＭＵＴアレイを駆動する複数の第２の信号を生成して、前記標的組織を撮像し、（ｂ）前記ＣＭＵＴアレイから受信した電気振動子信号から前記標的組織の超音波画像を生成するように構成されている。
【０４０４】
（Ｉ３）  （Ｉ２）として示されるシステムは、前記超音波画像に少なくとも部分的に基づいて、前記超音波駆動回路による前記駆動信号の生成を制御するように構成された制御モジュールをさらに含んでもよい。
【０４０５】
（Ｉ４）  （Ｉ３）として示されるシステムにおいて、前記制御モジュールは、クラッタ信号と、該クラッタ信号と超音波治療の効果との間の所定の対応関係に少なくとも部分的に基づいて、前記超音波駆動回路による前記駆動信号の生成を制御するように構成されていてもよい。
【０４０６】
（Ｉ５）  （Ｉ３）および（Ｉ４）として示されるシステムのいずれかにおいて、前記超音波撮像回路は、前記電気振動子信号から前記標的組織のドップラー画像を生成して、前記標的組織の血液灌流の程度を評価するように構成されていてもよい。
【０４０７】
（Ｉ６）  （Ｉ３）乃至（Ｉ５）として示されるシステムのいずれかにおいて、前記超音波撮像回路は、前記電気振動子信号から前記標的組織の輝度画像を生成するように構成されていてもよい。
【０４０８】
（Ｉ７）  （Ｉ３）乃至（Ｉ６）として示されるシステムのいずれかは、１つまたは複数のセンサからの信号を処理して、前記非標的組織の特性を決定するように構成された測定回路をさらに含んでいてもよく、前記特性は温度、圧力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、前記制御モジュールは、前記超音波画像および前記特性に基づいて、前記超音波駆動回路による前記駆動信号の生成を制御するように構成される。
【０４０９】
（Ｉ８）  （Ｉ１）乃至（Ｉ７）として示されるシステムのいずれかは、１つまたは複数の温度センサからの信号を処理して、前記非標的組織の少なくとも一部分の１つまたは複数の温度を決定するように構成された温度測定回路をさらに含んでいてもよい
【０４１０】
（Ｉ９）  （Ｉ１）乃至（Ｉ８）として示されるシステムのいずれかは、１つまたは複数の圧力センサからの信号を処理して、前記非標的組織の１つまたは複数の圧力を決定するように構成された圧力測定回路をさらに含んでもよい。
【０４１１】
（Ｉ１０）  （Ｉ１）乃至（Ｉ９）として示されるシステムのいずれかは、（ｉ）１つまたは複数のセンサからの信号を処理して、前記非標的組織の特性を決定するように構成された測定回路と、前記特性は温度、圧力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、（ｉｉ）少なくとも部分的に前記特性に基づいて、前記超音波駆動回路による前記駆動信号の生成を制御するように構成された制御モジュールと、をさらに含んでいてもよい。
【０４１２】
（Ｉ１１）  （Ｉ１）乃至（Ｉ１０）として示されるシステムのいずれかは、（ｉ）前記ＣＭＵＴアレイと、前記少なくとも１つの熱電冷却器を含み、身体の通路内に挿入するように構成されたカテーテルと、（ｉｉ）前記カテーテルと機械的に連結され、前記超音波駆動回路と前記ペルチェ駆動回路を含むハンドルと、をさらに含んでいてもよく、前記ハンドルは、前記身体の通路の外側に位置するように構成されている。
【０４１３】
（Ｉ１２）  （Ｉ１１）として示されるシステムにおいて、前記カテーテルは、前記ＣＭＵＴアレイと前記超音波駆動回路との間の第１の電気接続部と、前記少なくとも１つの熱電冷却器と前記ペルチェ駆動回路との間の第２の電気接続部と、を含んでいてもよい。
【０４１４】
（Ｉ１３）  （Ｉ１２）として示されるシステムにおいて、前記カテーテルは、固体熱伝導体をさらに含んでいてもよく、前記固体熱伝導体は、前記少なくとも１つの熱電冷却器に熱的に結合されており、かつ前記少なくとも１つの熱電冷却器からの熱を前記身体の通路の外に伝導するために前記ハンドルまで延びている。
【０４１５】
（Ｉ１４）  （Ｉ１３）として示されるシステムにおいて、前記ハンドルは、前記固体熱伝導体から熱を除去するための熱交換器をさらに含んでもよい。
【０４１６】
（Ｉ１５）  （Ｉ１１）乃至（Ｉ１４）として示されるシステムのいずれかは、（Ｉ）前記カテーテル内に配置され、前記非標的組織の特性を感知するように構成された１つまたは複数のセンサと、前記特性は温度、圧力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、（ＩＩ）前記ハンドル内に位置され、１つまたは複数のセンサからのセンサ信号を処理して、前記１つまたは複数のセンサから受信した１つまたは複数のセンサ信号から前記特性を決定するように構成された測定回路と、（ＩＩＩ）前記カテーテルを通って延び、前記１つまたは複数のセンサを前記測定回路に接続して、前記センサ信号を通信する第３の電気接続部と、を含んでいてもよい。
【０４１７】
（Ｉ１６）  （Ｉ１１）乃至（Ｉ１５）として示されるシステムのいずれかにおいて、前記カテーテルは、前記ＣＭＵＴアレイおよび前記少なくとも１つの熱電冷却器を前立腺に位置させて超音波治療を前立腺に適用するために、尿道に挿入されるように構成された尿道カテーテルであってもよい。
【０４１８】
（Ｊ１）  固体冷却を用いた超音波治療のための方法は、容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイによって生成された超音波に標的組織を曝露し、非標的組織の損傷を防止するために１つまたは複数の熱電冷却器を用いて前記非標的組織を冷却し、前記１つまたは複数の熱電冷却器から熱を除去して前記非標的組織から熱を逃すことを含んでいてもよい。
【０４１９】
（Ｊ２）  （Ｊ１）として示される方法は、（ａ）前記曝露するステップにおいて、前記ＣＭＵＴアレイが身体の通路を通ってカテーテル上の前記標的組織まで進められた状態で、前記身体の通路内から前記超音波を発生させること、（ｂ）前記冷却するステップにおいて、前記１つまたは複数の熱電冷却器が、前記ＣＭＵＴアレイおよび前記カテーテルの少なくとも１つに連結された状態で、前記１つまたは複数の熱電冷却器を使用して前記身体の通路の壁を冷却すること、および（ｃ）前記除去するステップにおいて、前記壁からの熱を除去すること、を含んでいてもよい。
【０４２０】
（Ｊ３）  （Ｊ２）として示される方法は、前記曝露するステップにおいて、前立腺を尿道からの前記超音波に曝露すること、および前記冷却するステップにおいて、前記尿道の壁を冷却すること、を含んでいてもよい。
【０４２１】
（Ｊ４）  （Ｊ２）および（Ｊ３）として示される方法のいずれかにおいて、前記標的組織は、前立腺の少なくとも一部であってもよく、前記曝露するステップは、前記標的組織の壊死を誘発して、前立腺肥大症を治療することを含んでいてもよい。
【０４２２】
（Ｊ５）  （Ｊ２）および（Ｊ３）として示される方法のいずれかにおいて、前記標的組織は、前立腺の癌性腫瘍であってもよく、前記曝露するステップは、前記癌性腫瘍の組織の壊死を誘発することを含んでいてもよい。
【０４２３】
（Ｊ６）  （Ｊ２）乃至（Ｊ５）として示される方法のいずれかにおいて、前記除去するステップは、熱を、固体熱伝導体を介して前記１つまたは複数の熱電冷却器から遠ざかる方向に伝導することを含んでいてもよく、前記固体熱伝導体は、前記１つまたは複数の熱電冷却器に連結され、前記カテーテルを通って前記身体の通路の出口に向かって延びている。
【０４２４】
（Ｊ７）  （Ｊ６）として示される方法において、前記除去するステップは、前記熱の少なくとも一部を、前記固体熱伝導体を介して前記出口の外側に伝導することを含んでいてもよい。
【０４２５】
（Ｊ８）  （Ｊ７）として示される方法は、前記出口の外側で前記固体熱伝導体を冷却することをさらに含んでいてもよい。
【０４２６】
（Ｊ９）  （Ｊ６）として示される方法において、前記除去するステップは、前記カテーテルの少なくとも一部に沿って熱を再分配することを含んでいてもよい。
【０４２７】
（Ｊ１０）  （Ｊ１）乃至（Ｊ９）として示される方法のいずれかは、前記非標的組織の温度を監視すること、および前記曝露するステップにおいて、前記温度に従って前記標的組織の超音波への曝露を調整すること、をさらに含んでいてもよい。
【０４２８】
（Ｊ１１）  （Ｊ１０）として示される方法において、前記調整するステップは、前記温度がしきい温度を超えたときに、前記曝露を少なくとも一時的に停止することを含んでいてもよい。
【０４２９】
（Ｊ１２）  （Ｊ１）乃至（Ｊ１０）として示される方法のいずれかは、前記非標的組織の圧力を監視すること、および前記曝露するステップにおいて、前記圧力に従って前記標的組織の超音波への曝露を調整すること、をさらに含んでいてもよい。
【０４３０】
（Ｊ１３）  （Ｊ１２）として示される方法において、前記非標的組織は身体の通路の壁であってもよく、前記ＣＭＵＴアレイは前記身体の通路を通って前記標的組織まで進められる。
【０４３１】
（Ｊ１４）  （Ｊ１）乃至（Ｊ１３）として示される方法のいずれかは、前記ＣＭＵＴアレイを用いて前記標的組織を撮像して、前記曝露するステップの前記標的組織に対する効果を示す超音波画像を取得すること、および前記曝露するステップにおいて、前記効果に従って前記標的組織の超音波への曝露を調整すること、をさらに含んでいてもよい。
【０４３２】
（Ｊ１５）  （Ｊ１４）として示される方法は、前記曝露するステップと前記撮像するステップとを交互に実行することを含んでいてもよい。
【０４３３】
（Ｊ１６）  （Ｊ１４）および（Ｊ１５）として示される方法のいずれかは、前記超音波画像に基づいて、前記効果を位置の関数として超音波治療の目標と比較して、さらなる超音波曝露を必要とする前記標的組織の第１の部分を特定すること、および前記調整するステップにおいて、前記ＣＭＵＴアレイの超音波放射の向きを変えて、前記第１の部分への超音波曝露を増加させること、をさらに含んでいてもよい。
【０４３４】
（Ｊ１７）  （Ｊ１６）として示される方法において、前記超音波放射の向きを変えるステップは、ビーム形成を前記ＣＭＵＴアレイに適用して、超音波の少なくとも一部分を前記標的組織の前記第１の部分に集束させることを含んでいてもよい。
【０４３５】
（Ｊ１８）  （Ｊ１６）および（Ｊ１７）として示される方法のいずれかにおいて、前記曝露するステップは、前記ＣＭＵＴアレイが身体の通路を通ってカテーテル上の標的組織にまで進められた状態で、前記身体の通路内から超音波を発生させることを含んでいてもよく、前記超音波放射の向きを変えるステップは、前記身体の通路内で前記ＣＭＵＴアレイを回転させて、超音波の少なくとも一部を前記標的組織の前記第１の部分に向けることを含んでいてもよい。
【０４３６】
（Ｊ１９）  （Ｊ１４）乃至（Ｊ１８）として示される方法のいずれかは、前記撮像するステップにおいて、空間的に分解されたクラッタ信号を記録すること、前記クラッタ信号から超音波治療の瞬間的な効果を推定すること、および前記調整するステップにおいて、前記瞬間的な効果に従って前記曝露を調整すること、を含んでいてもよい。
【０４３７】
（Ｊ２０）  （Ｊ１）乃至（Ｊ１９）として示される方法のいずれかにおいて、前記曝露するステップは、超音波で前記標的組織の異なる部分を順次標的とすることを含んでいてもよい。
【０４３８】
（Ｊ２１）  （Ｊ２０）として示される方法において、前記順次標的とするステップは、前記ＣＭＵＴアレイを前記カテーテルの長手方向軸線に沿った複数の位置に順次位置させることを含んでいてもよい。
【０４３９】
（Ｊ２２）  （Ｊ２０）および（Ｊ２１）として示される方法のいずれかにおいて、前記順次標的とするステップは、前記ＣＭＵＴアレイを前記カテーテルの長手方向軸線の周りに回転させることを含んでいてもよい。
【０４４０】
（Ｊ２３）  （Ｊ２０）乃至（Ｊ２２）として示される方法のいずれかにおいて、前記順次標的とするステップは、ビーム形成を前記ＣＭＵＴアレイに適用して、超音波の少なくとも一部分を前記異なる部分に順次集束させることを含んでいてもよい。
【０４４１】
（Ｊ２４）  （Ｊ１）乃至（Ｊ２３）として示される方法のいずれかは、前記標的組織の周囲と前記標的組織とを含む、より大きな組織領域を加熱することをさらに含んでいてもよい。
【０４４２】
（Ｊ２５）  （Ｊ１）乃至（Ｊ２３）として示される方法のいずれかにおいて、前記曝露するステップは、前記標的組織を多周波超音波に曝露して、前記標的組織の局所的な領域に前記超音波を集束させることを含んでもよい。
【０４４３】
（Ｊ２６）  （Ｊ２５）として示される方法において、前記標的組織は癌性前立腺腫瘍であってもよい。
【０４４４】
（Ｋ１）  超音波撮像フィードバックを用いた超音波治療のための方法は、超音波振動子アレイから標的組織の画像を取得して、前記標的組織の空間的に分解されたクラッタ信号を決定し、前記クラッタ信号と、該クラッタ信号と治療効果との間の所定の対応関係とに基づいて、前記超音波振動子アレイによる次の超音波生成の１つまたは複数の特性を決定して、前記標的組織を治療すること、を含んでいてもよい。
【０４４５】
（Ｋ２）  （Ｋ１）として示される方法は、前記取得するステップを繰り返し実行して、前記空間的に分解されたクラッタ信号を更新すること、および前記更新された空間的に分解されたクラッタ信号に従って、前記１つまたは複数の特性を決定する前記ステップを繰り返し修正して、前記１つまたは複数の特性を更新すること、を含んでもよい。
【０４４６】
（Ｋ３）  （Ｋ１）および（Ｋ２）として示される方法のいずれかは、前記超音波振動子アレイに命令して、前記１つまたは複数の特性を有する超音波を生成することをさらに含んでいてもよい。
【０４４７】
（Ｋ４）  （Ｋ３）として示される方法のいずれかは、前記画像を取得するステップと前記超音波振動子アレイに命令するステップとを交互に実行することを含んでいてもよい。
【０４４８】
（Ｋ５）  （Ｋ１）乃至（Ｋ４）として示される方法のいずれかにおいて、前記１つまたは複数の特性を決定するステップは、超音波によって加熱された非標的組織の温度の測定値を考慮に入れて、前記１つまたは複数の特性を決定することをさらに含んでいてもよい。
【０４４９】
（Ｋ６）  （Ｋ５）として示される方法において、前記標的組織は前立腺組織であってもよく、前記非標的組織は尿道壁の一部であってもよい。
【０４５０】
（Ｋ７）  （Ｋ５）および（Ｋ６）として示される方法のいずれかは、前記測定された温度がしきい温度を超えたときに、超音波の発生を少なくとも一時的に停止することを含んでいてもよい。
【０４５１】
（Ｋ８）  （Ｋ１）乃至（Ｋ４）として示される方法のいずれかにおいて、前記１つまたは複数の特性を決定するステップは、超音波によって加熱された前記非標的組織の温度および圧力の一方または両方の測定値を考慮に入れて、前記１つまたは複数の特性を決定することをさらに含んでもよい。
【０４５２】
（Ｋ９）  （Ｋ８）として示される方法において、前記標的組織は前立腺組織であってもよく、前記非標的組織は尿道壁の一部であってもよい。
【０４５３】
（Ｋ１０）  （Ｋ１）乃至（Ｋ９）として示される方法のいずれかにおいて、前記１つまたは複数の特性を決定するステップは、前記超音波振動子アレイによって次に生成されるべき超音波の強度を、前記標的組織内の位置の関数として決定することを含んでいてもよい。
【０４５４】
（Ｋ１１）  （Ｋ１０）として示される方法は、前記超音波振動子アレイに命令して、前記１つまたは複数の特性を決定するステップで決定された、位置の関数としての前記強度に従って超音波をビーム形成することを含んでいてもよい。
【０４５５】
（Ｋ１２）  （Ｋ１１）として示される方法において、前記超音波振動子アレイに命令するステップは、前記超音波振動子アレイに命令して、超音波を前記標的組織の１つまたは複数の局所的な領域に集束させることを含んでいてもよい。
【０４５６】
（Ｋ１３）  （Ｋ１）乃至（Ｋ１２）として示される方法のいずれかは、前記画像を取得するステップにおいて、前立腺の画像を取得すること、および前記１つまたは複数の特性を決定するステップにおいて、前記クラッタ信号と治療効果との間の前立腺組織特有の所定の対応関係を利用して、前立腺組織に適用可能な前記１つまたは複数の特性を決定し、前立腺の超音波治療を可能にすること、を含んでいてもよい。
【０４５７】
（Ｋ１４）  （Ｋ１）乃至（Ｋ１３）として示される方法のいずれかにおいて、前記１つまたは複数の特性を決定するステップは、血液灌流特有の複数の対応関係から前記所定の対応関係を選択することを含んでいてもよい。
【０４５８】
（Ｋ１５）  （Ｋ１４）として示される方法は、前記標的組織の血液灌流の程度を、前記超音波振動子アレイによって生成された前記標的組織のドップラー画像から評価すること、および前記１つまたは複数の特性を決定するステップにおいて、前記血液灌流の程度に従って血液灌流特有の前記複数の対応関係から前記所定の対応関係を選択すること、をさらに含んでいてもよい。
【０４５９】
（Ｌ１）  超音波撮像フィードバックを使用して超音波治療を制御するための製品は、非一時的メモリにコード化された機械読み取り可能な命令を含んでいてもよく、前記機械読み取り可能な命令は、（ａ）超音波クラッタ信号と超音波治療の効果との間の対応関係と、（ｂ）プロセッサによって実行されたときに、標的組織の超音波撮像から得られた空間的に分解されたクラッタ信号を評価し、前記対応関係を利用して前記標的組織の次の超音波曝露の１つまたは複数の特性を決定する治療制御命令と、を含んでいる。
【０４６０】
（Ｌ２）  （Ｌ１）として示される製品において、前記治療制御命令は、前記１つまたは複数の特性を繰り返し決定し、前記超音波撮像の繰り返しから更新された空間的に分解されたクラッタ信号に従って前記超音波曝露を調整するように構成されていてもよい。
【０４６１】
（Ｌ３）  （Ｌ１）および（Ｌ２）として示される製品のいずれかにおいて、前記治療制御命令は、前記１つまたは複数の特性を決定する際に、前記超音波曝露によって加熱された非標的組織の温度の測定値をさらに考慮するように構成されていてもよい。
【０４６２】
（Ｌ４）  （Ｌ３）として示される製品において、前記機械読み取り可能な命令は、しきい温度をさらに含んでいてもよく、前記治療制御命令は、測定された温度が前記しきい温度を超えたときに、前記超音波曝露を少なくとも一時的に停止するように構成されてもよい。
【０４６３】
（Ｌ５）  （Ｌ１）乃至（Ｌ４）として示される製品のいずれかにおいて、前記特性の少なくとも１つは、前記超音波曝露が位置に感応するように空間的に分解されていてもよい。
【０４６４】
（Ｌ６）  （Ｌ５）として示される製品において、前記治療制御命令は、前記プロセッサによって実行された際に、複数の駆動信号を生成するビーム形成命令を含んでいてもよく、前記複数の駆動信号は、超音波振動子アレイを駆動して、前記空間的に分解されたクラッタ信号と前記対応関係とに基づいて、前記標的組織の１つまたは複数の局所的な領域に超音波曝露を集束させるように構成されている。
【０４６５】
（Ｌ７）  （Ｌ１）乃至（Ｌ６）として示される製品のいずれかにおいて、前記対応関係は、前立腺の超音波治療を可能にするために、前立腺組織に適用可能であってもよい。
【０４６６】
（Ｌ８）  （Ｌ１）乃至（Ｌ７）として示される製品のいずれかにおいて、前記対応関係は、前記標的組織の血液灌流の程度に感応してもよい。
【０４６７】
（Ｌ９）  （Ｌ８）として示される製品において、前記機械読み取り可能な命令は、前記プロセッサによって実行される際に、前記超音波クラッタ信号と前記効果との間の血液灌流特有の複数の対応関係から、前記対応関係を選択する対応関係選択命令をさらに含んでいてもよい。
【０４６８】
（Ｌ１０）  （Ｌ９）として示される製品において、前記機械読み取り可能な命令は、前記プロセッサによって実行される際に、前立腺組織の超音波ドップラー画像から前記血液灌流の程度を決定する灌流評価命令をさらに含んでいてもよい。
【０４６９】
（Ｌ１１）  （Ｌ１）乃至（Ｌ１０）として示される製品のいずれかにおいて、前記効果は、前記標的組織の弾性およびエコー輝度からなる群から選択された１つまたは複数の特性によって特徴付けられてもよい。
【０４７０】
（Ｌ１２）  （Ｌ１）乃至（Ｌ１０）として示される製品のいずれかにおいて、前記効果は、前記標的組織の弾性、壊死、および温度からなる群から選択された１つまたは複数の特性によって特徴付けられてもよい。
【０４７１】
（Ｍ１）  固体冷却を備えた容量性微小超音波振動子（ＣＭＵＴ）アレイを製造するための方法は、前記ＣＭＵＴアレイを熱電冷却器の第１の熱伝導体上に作製するステップを含んでいてもよく、前記熱電冷却器は、前記第１の熱伝導体と、第２の熱伝導体と、前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に配置された複数のｎ型半導体と複数のｐ型半導体を含み、前記ｎ型半導体および前記ｐ型半導体は電気的に直列に連結され、かつ交互に配列されている。
【０４７２】
（Ｍ２）  （Ｍ１）として示される方法において、前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体のそれぞれは、電気絶縁体であってもよい。
【０４７３】
（Ｍ３）  （Ｍ１）および（Ｍ２）として示される方法のいずれかにおいて、前記ＣＭＵＴアレイを作製するステップは、（ａ）前記ＣＭＵＴアレイの複数の第１の電極を前記第１の熱伝導体上に堆積させること、（ｂ）電気絶縁層を前記第１の熱伝導体上に形成して、前記第１の電極を覆い、前記電気絶縁層はその内部に複数の真空空洞を有しており、前記真空空洞のそれぞれは前記ＣＭＵＴアレイの各振動子に対応し、かつ前記第１の電極の対応する１つの上方に位置すること、および（ｃ）前記ＣＭＵＴアレイの複数の第２の電極を前記電気絶縁層上に堆積させ、前記第２の電極のそれぞれが前記真空空洞の対応する１つの上方に位置すること、を含んでいてもよい。
【０４７４】
（Ｍ４）  （Ｍ３）として示される方法は、保護層を前記第２の電極の上に堆積させることをさらに含んでいてもよい。
【０４７５】
上記の装置、システム、および方法は、本発明の範囲から逸脱することなく、変更を加えることができる。したがって、上記の説明に含まれ、添付の図面に示されている事項は、例示的なものとして解釈されるべきであり、限定的な意味ではないことに留意すべきである。以下の特許請求の範囲は、本明細書に記載された一般的な特徴および特定の特徴だけでなく、言語の問題として、それらの間に含まれると言える装置、システム、および方法の範囲のすべての記載を網羅することを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２８Ｄ】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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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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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【国際調査報告】
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