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JP3368241B2 - 治療用、特に前立腺癌治療用の直腸プローブ - Google Patents

治療用、特に前立腺癌治療用の直腸プローブ

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JP3368241B2
JP3368241B2 JP35666299A JP35666299A JP3368241B2 JP 3368241 B2 JP3368241 B2 JP 3368241B2 JP 35666299 A JP35666299 A JP 35666299A JP 35666299 A JP35666299 A JP 35666299A JP 3368241 B2 JP3368241 B2 JP 3368241B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は治療用直腸プローブ
と、腫瘍組織、特に前立腺腫瘍をこのプローブで破壊、
好ましくは集束したパルス状超音波の作用で破壊するた
めの装置、好ましくは画像形成用体腔プローブと組合せ
た装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人体組織は所定の熱量(heat dose) を受
けると破壊されるということは既に知られている。所定
の温度では熱量は熱を与える時間の長さの関数である。
温度を上昇させるための方法は種々提案されており、特
に赤外線照射またはマイクロ波照射による方法が知られ
てる（バイオダン(Biodan 社による米国特許第4,823,81
2 号、発明者エシェル(Eshel) を参照)。しかし、これ
らの方法では、照射が無指向であってターゲット区域に
集束できない場合には組織を選択的に加熱することはで
きない。また、これらの方法は深い区域の組織の治療に
は適さないか、あまり適さない（フライ(Fry) の論文
「哺乳類の脳のおける構造変化のための閾値超音波量(T
hresholdultrasonicdosage for structural changes in
mammalian brain) 、ＪＡＳＡ（1970年、第48号、1413
〜1417頁) 」参照) 。
【０００３】この問題を解決するために、リッツイ(Liz
zi) 達は音波及び超音波に関するＩＥＥＥトランザクシ
ョン(IEEE Transactions on sonics and ultrasonic
s)、Vol. SE-31、No.5、1984年９月、第473 〜480 頁
で、集束した音波を用いて組織を破壊するハイパーセル
ミア(Hyperthermia)を提案した。この方法では、十分な
エネルギーの音波を十分に長い時間加えればターゲット
組織の破壊に必要な「熱量」の閾値に達することができ
る。
【０００４】ＷＯ89／07909 号にも超音波高熱で腫瘍を
局部化し、破壊するための装置が記載されている。欧州
特許出願ＥＰ−Ａ−0,363,239 号には、音波を受けた組
織内に空洞化 (キャビテーション) 現象を生じさせるの
に適した集束した負の弾性圧力波で軟組織を局所的に破
壊する装置が開示されている。空洞化現象は空洞化位置
に局部的に大きな物理的応力を生じさせて、問題の組織
を破壊する作用がある。
【０００５】音波を用いた場合には、一般に、空洞化作
用と加熱作用とが組み合わされて組織が破壊される。し
かし、残念なことに、空洞化作用は音波が衝突する各種
の界面、例えば、皮膚、各種器官または血管との界面で
起こるため、空洞化の位置を３次元的に制御するのが困
難である。例えば、EP-A-0,363,239号に記載のように、
人体の外部から治療を行う場合には、変換器 (トランス
ジューサー) と集束区域との間を伝播する波長がたどる
通路に沿った任意の所で空洞化現象が生じる危険性があ
る。こうした空洞化現象が破壊的な場合には、治療をタ
ーゲットゾーンに限定するように制御するのは困難であ
る。また、音波の通路上に気泡空洞が存在する場合に
は、音響スクリーンの問題が発生して、治療効率の一部
が失われる。
【０００６】従って、音波が集束区域に達するためにた
どる通路を最小にして、通過する界面数を減すことが極
めて有効であるということが分かる。換言すれば、変換
器を治療区域にできる限り近い所に配置するのが好まし
い。そうすることによって、治療精度も向上させること
ができる。この解決法は、前立腺腫瘍の治療用に開発さ
れたＷＯ−Ａ−89／07909 の第５図に記載の直腸プロー
ブで既に開示されている。この装置では直腸プローブ内
に２つの変換器を内蔵しており、１つの変換器は前立腺
を観察してその位置を決定する装置の役目をし、他方の
変換器は超音波を放射して治療を行う装置の役目をす
る。治療用の変換器は音波を反射する反射鏡と組み合わ
されており、鏡を回転させて、鏡に対する変換器の位置
を変えることによって、前立腺の部分を走査し、治療す
ることができるようになっている。また、装置全体を回
転させることによって所定の容積の前立腺を治療するこ
とができる。
【０００７】しかし、前立腺の全容積を治療することが
できるようにするためには、変換器の構成要素はかなり
大きく移動しなければならないが、治療に必要な精度を
有し、しかも容易に使用できるような機械的な装置は複
雑になるという問題がある。また、この特許の装置は腫
瘍区域の位置決めと治療との両方には使用できない。そ
のため、区域が位置決定されるたびに、観察装置を移動
させて治療装置用の空間を作る必要がある。こうした方
法の最大の欠点は治療精度のロスである。この治療精度
のロスの原因の一部は変換器成分を移動させた時に組織
が移動することにある。この装置の他の大きな欠点は治
療の進行状態がリアルタイムで監視できず、得られた結
果に応じてプローブの位置をリアルタイムで補正するこ
とができない点にある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、腫瘍
組織（特に前立腺の腫瘍）を破壊するための解決方法を
提供することからなる新規な技術上の問題を解決するこ
とにあり、本発明装置は使用が容易で、正確且つ信頼性
があると同時にリアルタイムで同時に監視することがで
きる。本発明の別の目的は、初期段階、すなわち病巣の
寸法が小さく、従って極めて正確な観察手段と治療手段
とを必要とする腫瘍（特に前立腺の腫瘍）を治療するこ
とが可能な単純且つ正確で信頼性の高い腫瘍組織（特に
前立腺の腫瘍組織）の破壊法を提供するという新規な技
術上の問題を解決することにある。本発明のさらに別の
目的は、直腸を介して腫瘍組織に接近することによって
上記の新規な技術上の問題を解決することにある。本発
明のさらに別の目的は、直腸を介して腫瘍組織（特に前
立腺の腫瘍組織）に接近すると同時に、体腔内手段を介
して腫瘍組織をリアルタイムで観察することによって上
記の新規な技術上の問題を解消することにある。
【０００９】本発明のさらに別の目的は、治療装置は直
腸を介したリアルタイム観察装置は、体腔内手段を介し
て同時に腫瘍組織に接近させることを可能にする解決方
法を採り上げることによって上記の新規な技術上の問題
を解決することにある。本発明のまた別の目的は、短期
間で高い強度の集束された超音波を使用する解決方法に
よって上記の新規な技術上の問題を解決することにあ
る。本文およびび請求の範囲において「短期間」という
用語は従来のハイパーセルミアとは異なり、60秒以下の
短い時間音波にさらす期間を意味する。上記の全ての技
術上の問題は、本発明によって同時に、単純、安全且つ
産業的応用が可能な高い信頼性で解決される。
【００１０】
【課題を解決する手段】本発明の第１の観点で提供され
る超音波を放射する前面と後面とを有する少なくとも１
つの圧電変換器素子を備える治療用直腸プローブでは、
変換素子が支持部材に取付けられ、この支持部材は直腸
プローブを直腸内に挿入することを可能にする剛体案内
手段に結合されており、この支持部材の外側の形状は好
ましくはその輪郭の大部分がほぼ円形またはほぼ楕円形
の円板形状で、直腸内への挿入が容易になっていること
点に特徴がある。
【００１１】変換器素子それ自体の外側の形状が、その
輪郭の大部分がほぼ円形またはほぼ楕円形である円板の
形状であることが好ましい。本発明の１実施例では、支
持部材は輪郭の大部分がほぼ円形であるが、剛体案内の
軸線に平行な支持部材の直径に比較してその剛体案内の
軸線に直角な方向の直径が小さい。また、その結果とし
て、変換器素子の外側の形状は大部分が円形であるが、
その剛体案内の軸線に平行な直径に比較して剛体案内の
軸線に垂直な方向の直径が小さい方が好ましい。縦方向
の軸線の方向の直径をそれに垂直な横方向によって分割
した比は１〜２の範囲にあり、すなわち、短い方の直径
は剛体案内の軸線に平行な方向の直径の２分の１である
こともある。この短い方の直径は、適した製造方法なら
いずれの方法ても得ることができる。特に、既に製造さ
れた部品を切断するか、１対の組にすることによって得
られる。
【００１２】本発明の別の特に好ましい特徴によると、
最大である支持部材の外周は約16cm未満である。特に好
ましい実施例では、上記の支持部材は殆ど閉じている
が、超音波放射を妨げるのを防止することができるよう
に変換器素子の前面がほとんど完全に露出される開口部
を備える。別の１実施例では、上記支持部材は２つの部
分、すなわち、開口部を備える前部と変換器に容易に接
近することができるように前部から取り外し可能な後部
を備える。また別の１実施例では、上記の案内は、変換
器素子用の支持部材が装着されている遠い方の端部と、
少なくとも１つの電線が変換器素子に給電するために通
過することができる近い方の端部とを備える剛体の管を
備える。
【００１３】本発明のまた別の実施例では、上記の直腸
プローブは、支持部材上に装着された上記圧電変換器素
子または上記案内手段を密封して完全に取り囲む膜を備
え、さらに、その膜の内部に液体結合媒を供給する手段
を備え、その供給手段は好ましくは剛体案内手段の内部
に配置された供給管を備え、その管の塞がっていない端
部は支持部材の対応するオリフィスに挿入されており、
それによって、膜と支持部材との間に画成された空間に
よる連通を提供することを特徴とする。
【００１４】特定の変形例では、上記の膜は、薄く、可
撓性であり、且つ音波透過性の材料、例えば、ラテック
スまたはシリコーンによって構成されている。好ましい
変形例では、上記の膜は、縦方向の変形なしに膜の半径
方向の変形をかなり大きくする半径方向変形手段を備
え、それによって、膜が案内手段の軸線を通過する縦方
向の軸線に沿って大きく膨張することなく、腸壁に接触
することができる。好ましくは、上記の半径方向変形手
段は、上記変換器素子上にある膜の厚さが小さくなった
区域を備える。
【００１５】また別の特定の変形例では、上記の案内棒
の軸線に平行な上記の膜の縦方向のサイズは支持部材の
縦方向のサイズより大きく、それによって、支持部材は
膜に対して及びその膜の内部で並進移動することができ
る。膜が上記の半径方向変形手段によって半径方向に変
形されると、膜はもはや移動することはできず、本発明
のこの特徴によって変換器素子支持部材、及び、従っ
て、変換器素子の膜に対する移動運動を得ることがで
き、それによって、腫瘍組織の体積全体を治療すること
ができる。別の測定の変形例では、上記の膜は袋の形態
であり、その袋の内部には上記支持部材が挿入されてお
り、その袋の開口部は支持部材または案内手段に密封式
に固定される。別の実施例では、上記の膜は、その外側
面に固定されたカテーテルを備える。このカテーテルに
よって、腸壁と接触される熱電対を挿入することができ
る。この熱電対によって、治療中、腸壁の温度を制御す
ることができる。
【００１６】上記の変換器素子は、好ましくは、従来の
圧電セラミックス及び複合圧電セラミックスによって構
成される群から選択される。変換器素子は、形状として
は平であり、構造としてはモノリスであり、モノリス構
造で球形の蓋の形状の集束レンズに接続されており、そ
れによって、球の幾何学的中心に放射された音波を集束
させる。変換器素子は、モザイク構造であり、その集束
は各素子に組み合わされた電子手段によって得られる
か、または、モザイク構造であり、球形の蓋の形状であ
り、その時は集束は自然に得られる。独立して特許とな
り得る特徴を構成する好ましい実施例では、上記の変換
器素子の自然のまたは電子手段によって得られるその焦
点距離によってその超音波を放射する前面を分割した比
は約0.5 〜１の範囲にあり、好ましくは 0.8〜1.2 、さ
らに好ましくは約１である。
【００１７】好ましくは、上記のように、プローブの縦
方向の軸線に垂直な方向の変換器素子の直径は、プロー
ブの縦方向の変換器素子の直径より短く、それによっ
て、プローブの直腸への挿入を容易にし、変換器素子の
焦点距離（Ｆ）に対する開口部直径（ｄ）の比は一定で
はない。これは、支持部材の構造によって、または、製
造後に圧電素子の両側を切断することによって得られ
る。
【００１８】添付図面を参照して行う以下の複数の本発
明の好ましい実施例の詳細な説明から容易に理解される
ように、同様な方法は支持部材にも適用され、従って、
その外形及びさらにそれが占める空間の量は圧電変換器
素子のそれにできる限り近づく。好ましい実施例では、
変換器の焦点距離（Ｆ）は、音波の所望の侵入深さによ
って、２〜７cmの範囲にあり、理想的には約５cmであ
る。直径（ｄ）は、変換器で許容できるまたは望まれる
エネルギー密度のレベルに応じて、２〜７cmの範囲にあ
り、理想的に約５cmである。
【００１９】本発明の別の好ましい特徴によると、変換
器素子と支持部材との間には隙間があり、従って、好ま
しくは、変換器素子の性能を改良する目的を有する背打
ち層を受けることができる。本発明のまた別の好ましい
特徴によると、上記の圧電変換器素子の前面は、音波結
合媒に浸漬されるように設計される。好ましくは、圧電
変換器素子の前面と後面との間に密封を提供することが
できるように密封手段を備える。好ましくは、密封手段
は、電気的に導体の樹脂を備える。また、変換器素子の
後面に電気絶縁を提供するリング状の電気的に絶縁性の
ガスケットを備えることがある。
【００２０】本発明の別の好ましい特徴によると、支持
部材は、変換器によって生成された音響圧力野を制御
し、膜が正確に膨張したことを検査するために圧力セン
サを備える。この圧力センサは、膜によって閉じられた
結合媒内に支持部材の上面に配置されている。このセン
サは、２つの異なる情報、すなわち、治療用超音波圧力
野を制御するための音波圧力レベルと膜の内部の静止圧
力を与える。この静止圧力に関する情報は、変換器と腸
壁との間の結合が正確であることを確実にするために極
めて重要である。センサの電気接続は、変換器の電気接
続と同じ経路をたどる。
【００２１】本発明の別の好ましい特徴によると、支持
部材は、内視鏡監視素子を備える。この装置は、支持部
材と剛体管の内部に挿入されるた少なくとも１つの光フ
ァイバを備える。ファイバは、直腸壁を膜を介して見る
ことができる上面に達する。極めて単純且つ安全に治療
過程をたどることができるように、反対側のファイバの
先端は、光学レンズかまたはＣＣＤカメラに接続される
ことができる。本発明の別の実施例によると、また、直
腸プロープは映像変換器を含む。この実施例の特定の変
形例によると、映像変換器は治療用変換器に取り付けら
れており、従って、それに対して固定されている定位置
にある。映像変換器は分離しており、治療用変換器から
独立しており、それが形成する映像平面が治療用変換器
の対称軸線を連続して含み、焦点を含むような方向をと
り、それによって、常に焦点と治療区域とを表示するこ
とができる。
【００２２】別の特定の実施例によると、映像変換器は
治療用変換器の下方の一定位置に配置されており、その
治療用変換器は音響窓を備え、その窓から上記映像変換
器は常に焦点と治療区域を覆う部分スキャンを実行す
る。特定の特徴によると、映像変換器は部分スキャンを
実行する。
【００２３】別の特定の特徴によると、映像変換器は、
市販されている映像プローブであり、固定止め具によっ
て治療用変換器成分の支持部材に取り付けられる。好ま
しくは、固定止め具は、案内手段を備え、場合によって
は位置決定手段及び密封手段を備える。別の特定の特徴
によると、映像変換器は３〜７ＭＨｚの範囲にある周波
数で作動する。
【００２４】第２の様相では、本発明は、また、上記の
ような治療用直腸プローブを備えることを特徴とする、
特に前立腺の腫瘍組織を破壊する装置を提供するもので
ある。また、独立して特許とできるように、本発明はま
た映像体腔プローブと組み合わされた治療用直腸プロー
ブを備え、その治療用直腸プローブが好ましくは上記の
ようであることを特徴とする、特に前立腺の腫瘍組織を
破壊する装置に関するものである。
【００２５】好ましくは、映像体腔プローブは、超音波
検診を実行するために適した超音波型であり、映像形成
手段が存在する。好ましい実施例では、体腔プローブ
は、それ自体体腔プローブの支持要素に装着された変換
器素子を備え、その支持要素は体腔プローブの剛体案内
手段上に装着されている。特定の変形例によと、体腔プ
ローブは尿道プローブである。
【００２６】独立して特許とすることができる別の好ま
しい実施例では、上記の直腸プローブと上記の尿道プロ
ーブは各々の案内手段を介して好ましくは患者を支持す
る装置上に装着された剛体の柱を備える共通のプローブ
支持装置上に装着されている。
【００２７】別の好ましい実施例では、上記の直腸プロ
ーブ及び尿道プローブは、プローブが患者の縦軸線に対
応するＸ軸に沿って並進移動することができる並進手段
を備え、好ましくは同じＸ軸を中心にプローブを回転さ
せる手段を備える結合を介して上記プローブの共通支持
装置上に装着されている。好ましい変形例では、上記の
プローブの共通支持装置は、上記の結合要素を同時に並
進させるが、一方、プローブを別々に回転させることが
できる手段を備える。
【００２８】別の好ましい変形例では、上記の結合は、
Ｘ軸に垂直な、且つ、好ましくはほとんど鉛直なＺ軸に
滑動自在に装着されており、制御手段は、Ｚ軸に沿って
独立して連結器を移動させることができるように備えら
れている。本発明の装置の別の好ましい実施例では、装
置は、連結器に集積化され、上記の直腸プローブ及び尿
道プローブが並進及び／または回転しながら制御装置に
よって制御されるモータ及び減速ギアボックス装置を備
えることを特徴とする。好ましくは、この装置は、上記
の直腸プローブと尿道プローブを並進及び／または回転
移動を各々正確に測定するカップリッグに、並進及び／
または回転移動に関する情報を制御装置に転送する手段
とともに集積化されているエンコーダ装置を備える。
【００２９】別の好ましい実施例では、制御装置は、特
に、好ましくは命令インターフェースを介して命令を管
理するソフトウェアと共にオペレータインターフェース
ソフトウェアを備える中央コンピュータを備える。本発
明の別の特に好ましい実施例では、治療用直腸プローブ
は、また、映像変換器を備える映像体腔プローブを備
え、それによって、治療用直腸プローブに物理的に結合
された映像体腔プローブを有する。好ましい変形例で
は、映像変換器は、治療用変換器に取付けられ、従っ
て、それに対して固定された定位置にある。映像変換器
は治療用変換器から分離して、独立しており、それが形
成する映像面が治療用変換器の対称軸を連続して含み、
焦点を含み、それによって、焦点と治療区域を常に表示
できるような方向を向いている。
【００３０】別の特定の実施例によると、映像変換器
は、治療用変換器の下に一定位置に配置されており、そ
の治療用変換器は音響窓を備え、その窓を介して変換器
は焦点と治療区域を常に被覆する部分スキャンを実行す
る。特定の変形例では、固定具によって治療用変換器素
子の支持部材に取り付けられている、市販されている映
像プローブを使用する。別の特定の実施例では、固定具
は、案内手段と場合によっては位置決定手段を密封手段
ともに備える。従って、上記の決定的な技術上の利点は
全て単純で、信頼性が高く、治療の使用により正確さを
提供し、特に前立腺の腫瘍組織を治療する時腫瘍組織破
壊治療の期間全体を減少させることができるような方法
で得られる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。図面、特に第１〜３図は前立腺４の腫瘍組織
２を破壊するための装置（この装置全体に参照番号10が
付けてある）を示している。膀胱は参照番号16、患者は
参照番号６、尿道は参照番号８で示されている。本発明
の装置は直腸Ｒに挿入される直腸プローブ12と観察目的
で尿道８内に挿入される尿道プローブ14とで構成され
る。
【００３２】好ましい実施例では、治療用直腸プローブ
12は超音波を放射する前面20ａと後面20ｂとを有する少
なくとも１つの圧電変換素子20を備えている。図から分
かるように、圧電変換素子20を支持した支持部材30はプ
ローブを直腸内に挿入するための剛体案内手段32に結合
されている。支持部材30の外形は直腸内への挿入を容易
にするためにほぼ円形である（第３図を参照）か、大部
分がほぼ円形（第５図を参照）であるかほぼ楕円形であ
る（第７図を参照）のが好ましい。
【００３３】本発明の一つの特殊な変形例では、支持部
材30は、第２図に示す開口部34を有する前面30ａ以外が
ほぼ閉じた形状をしていて、変換器素子20の前面20ａは
この開口部34の所で実質的に露出し、それによって超音
波が妨害なしに放射できるようになっている。支持部材
30の外周は縦軸線に直角な半径平面内で約16cmより常に
小さくなるように決するのが好まし。支持部材30は変換
素子20に容易に接近できるようにするために２つの部
分、すなわち取り外し自在な前部35と後部36とによって
形成するのが好ましい。この場合、変換器素子20と後部
36との各受け面を構成する半径方向に突出した少なくと
も２つの肩部37、38を前部35に形成する。
【００３４】変換素子20の性能を改良するための機能を
有する中間層または裏打ちを層を受ける空間を残すため
に、変換素子20と支持部材30の後部36との間に隙間を残
すのが好ましい。これらの中間層または裏打ち層は当業
者に周知ものである。後部36は任意の方法、例えば軸線
39のみを示した固定ネジによって前部35に着脱自在に固
定されている。変換器素子の前面20ａと後面20ｂとの間
には密封手段40が設けられている。この密封手段40は導
電性樹脂で作られているのが好ましい。変換器素子20の
後面20ｂを電気的に絶縁するために電気絶縁性のガスケ
ット42を設けることもできる（図示した例ではリング状
ガスケット）。
【００３５】案内手段32は、第２図から明らかなよう
に、剛体の管で構成されているのが好ましい。この管は
変換素子の支持部材30が装着される末端部32ａと変換器
素子20に給電するための少なくとも１本の電線が挿通さ
れる近い方の端部32ｂとを有している。支持部材30と剛
体の案内手段32とは金属、特に真鍮等の導電性材料で作
り、第２図に概念的に示すように接地されているのが好
ましい。従って、給電線44は、当業者に周知の方法で、
変換器素子20へ単に正の電流を供給する役目のみをす
る。
【００３６】本発明の好ましい実施例では、直腸プロー
ブ12が第７図に示す膜 (メンブレン) 50を備えている。
この膜50は圧電変換素子20を完全に囲み、支持部材30ま
たは案内手段32に取付けられている。図示した実施例で
は、この膜50は、案内手段32が完全に密封された状態で
回転・並進運動できる状態で、スリーブ62によって案内
手段32に取付けられている。また、膜50の内部にカップ
リング用液体媒体52を供給するための手段も設けられて
いる。この液体結合媒体の供給手段は剛性中空管32の内
部に配置された供給管54にするのが好ましい。この管を
中実な支持部材30を貫通する対応オリフィスと係合させ
ることによって、膜50とスリーブ62及び支持部材30との
間にで区画される空間に供給管54を連通させることがで
きる。
【００３７】膜50は可撓性のある薄い音波透過性の材
料、例えばラテックスまたはシリコーンで作られている
のが好ましい。スリーブ62には、ポケットまたは袋状を
した膜50の端部または口部52と、膜50を固定するための
固定カラー等の手段66とを受けるための環状溝64を形成
する。 本発明の別の好ましい実施例では、膜50を縦方
向に変形させずに半径方向に大きく変形させる半径方向
変形手段56が膜50に形成されていて、膜50を案内手段32
の軸線で決定される縦軸線 (第１図のＸ軸) に沿って実
質的に膨張させない状態で、膜50を患者の腸壁60と（50
ａで）接触させることができるようになっている。
【００３８】この半径方向変形手段56は、変換素子20を
覆った膜50の厚さが薄くなった区域50ａで構成するのが
好ましい。この区域50ａを設けることによって、変換素
子20の全面積 (さらには縦方向のより大きい距離) で膜
50と腸壁60との接触が確実になり、カップリング用液体
媒体52を注入手段（図示せず）を用いて注入した時に膜
50を腸壁60に良好に接触させることができる。第９図か
ら容易に理解できるように、膜50の内部で支持部材30が
膜50に対して移動、特に縦方向並進移動できるようにす
るために、膜50の縦方向寸法は支持部材30より長くする
のが好ましい。
【００３９】第９図に示した別の好ましい実施例では、
膜50の外側表面にカテーテル 500が固定されている。こ
のカテーテル 500の内部には、腸壁と接触して配置され
る熱電対 510を挿入することができる。熱電対 510は第
９図に示すように厚さが減少した区域50ａのほぼ中心の
位置まで延びている。治療中の腸壁の温度はこの熱電対
510によって制御することができる。
【００４０】第９図に示す本発明の必須ではないが好ま
しい別の特徴は、支持部材30が圧力センサ 520を備え、
この圧力センサ 520によって変換器が作る音響圧力野を
制御し、膜50が正確に膨張されているか否かを検査でき
るようになっている点にある。この圧力センサ520 は、
膜50によって閉じられた一定容量のカップリング用液体
内で支持部材の上側表面に配置されている。この圧力セ
ンサは２つの情報、すなわち、治療音響圧力野を制御す
るための音響圧力レベルと、膜50の内側の静圧とを与え
る。この静圧情報は、変換素子20と腸壁との間に正確な
結合 (カップリング) をさせる上で極めて重要である。
圧力センサ 520の電気接続路 530はは変換素子20と同じ
電気接続経路で通る。
【００４１】第９図に示す本発明の必須ではないが好ま
しいさらに別の特徴は、支持部材30が内視鏡監視装置を
備えている点にある。この内視鏡監視装置は支持部材30
および剛体管32の内側に挿通された少なくとも１本の光
ファイバ540で構成される。光ファイバ 540の先端は支
持部材30の上側表面で終わっていて、膜50を介して腸壁
を見ることができるようになっている。光ファイバ540
の反対側端部は光学レンズまたはＣＣＤカメラに接続さ
れて、極めて単純且つ安全に治療プロセスを観察できる
ようになっている。
【００４２】超音波を焦点に集束する変換素子20は、従
来の圧電セラミックス、複合圧電セラミックスよりなる
群の中から選択するのが好ましい。変換素子を平らな形
状のモノリス構造とし、このモノリス構造の変換素子
を、放射された音波を球の幾何学中心に集束するモノリ
ス構造の集束レンズに接続することができる。また、変
換器素子20をモザイク構造とし、各モザイク要素に接続
された電子手段によってフォーカシングをするか、モザ
イク要素を球形キャップ状に配置して自然にフォーカシ
ングすることもできる。
【００４３】本発明の好ましい１実施例では、変換素子
の前面20ａから放射される超音波の直径（ｄ）を自然に
または電子手段によって得られるその焦点距離（Ｆ）で
割った比は約 0.5〜1.5 の範囲、好ましくは 0.8〜1.2
の範囲、さらに好ましくは約１にある。第１〜４図に示
すモノリス変換素子は断面が円形の球形キャップ (ｄは
直径、Ｆは焦点、ｆは焦点距離、ｅはバルクまたは見掛
けの厚さ) になっている。
【００４４】第５、６図に示す直腸プローブの別の実施
例では、上記のものと同じ機能を有する部材には上記参
照番号に 100を足した参照番号が付けてある。この場合
の変換素子 120の外側形状の大部分はほぼ円形で、支持
部材 130も同様であるが、第５図から明らかなように、
剛体の案内手段 132の軸線に対して直角な方向の寸法
（d'1)は剛体の案内手段 132の軸線に対して平行な直径
(d1)より小さくなっている。この小さい方の直径d'1 は
変換素子120 の側面 121及び122 を切断し且つ支持部材
130の側面131 及び132 を切断することによって得られ
る。こうすることによって、直腸内への挿入が容易にな
る。この場合には変換素子 120および支持部材 130の直
径は一定ではなく、変化するが、縦方向の直径(d1)を縦
方向軸線(d'1) に対して直角な方向の直径で割った比は
１〜２の範囲にするのが好ましい。
【００４５】全ての実施例にあてはまる本発明の別の好
ましい特徴は、直腸内へ挿入できるようにするために、
長い縦方向軸線に対して直角な半径平面内での支持部材
30、130の外周の長さＰ、Ｐ１またはＰ２が常に約16cm
以下である点にある。
【００４６】第７図及び第８図は、変換素子の別の実施
例を示しており、その参照番号には200が足されてい
る。従って、変換素子の参照番号は 220である。この場
合の変換素子は患者６の縦方向軸線 (第１図のＸ軸と平
行に延びる方向) 上に長い方の直径d2を有する楕円形を
しており、短い方の直径d'2 で、外周はＰ２で、その見
掛けの厚さはｅ２で、その焦点距離はｆ２である。
【００４７】変換素子の焦点距離ｆ、ｆ１またはｆ２は
好ましくは２〜７cmの範囲にあり、理想的には約５cmで
あり、この値は所望の音波侵入深さに依存する。直径ｄ
またはd'は２〜７cmの範囲の値であり、理想的には約５
cmであり、この値は変換要素20で許容できるエネルギー
レベルに依存する。
【００４８】第５〜８図に示した特定の幾何学形状は変
換器の直径を大きくせずに放射面積を大きくするか、同
じ放射面積を維持して変換器の面積を小さくできるとい
う利点がある。剛体の案内手段32は、長さ20cm、直径約
12mmにすることができる。膜50はカップリング用液体52
を収容する機能の外に、直腸プローブ12の端部に殺菌バ
リヤを形成する役目もしている。この膜50はそれ自体が
無菌で、例えば１回使用する毎に容易に交換できるよう
に設計されている。
【００４９】本発明の重要な特徴は、上記の装置が画像
形成用体腔プローブ(endo-cavityprobe) 14を備えてい
る点にある。第１図の実施例では尿道プローブ(endo-ur
ethral probe) の形状の画像形成用体腔プローブ14が
直腸プローブ(endo-rectalprobe) と組み合わされてお
り、第11〜16図の実施例では、画像形成用体腔プローブ
が市販の直腸内撮影用変換器(imaging transducer)で
構成された画像形成用直腸プローブの形で示されている
点に注意されたい。
【００５０】画像形成用体腔プローブはエコーグラフに
よって画像を形成する画像形成手段（図示せず）を備え
た超音波型のものであるのが好ましい。本発明の別の特
徴は、第１図に示すように、画像形成用体腔プローブ14
が変換素子70を備えている点にある。この画像形成用体
腔プローブ14は支持要素72に取付けられ、この支持要素
72自体は剛体の案内手段74に取付けられている。
【００５１】第１図では、直腸プローブ12と尿道プロー
ブ14とが各案内手段32、74を介して両方のプローブ12、
14に共通な支持装置80に取付けられている。この支持装
置80は患者の支持装置82に取付けられた剛体な柱80を有
しているのが好ましい。本発明の特殊な特徴は、直腸プ
ローブ12と尿道プローブ14とが、両プローブを患者の縦
軸線に対応するＸ軸に沿って移動させる並進手段88、89
を含む連結器84、86を介して共通支持装置80に取付けら
れている点にある。各連結器84、86は上記Ｘ軸線を中心
としてプローブを回転させる手段を（例えば、並進手段
88、89と一体に）有しているのが好ましい。また、両プ
ローブを同時に並進させ且つ各プローブを個別に回転さ
せることが可能な手段88、89を有する共通支持装置88に
するのが好ましい。このような手段は当業者に周知であ
る。
【００５２】本発明の好ましい変形例では、連結器84、
86がＺ軸に沿って摺動するように剛体な柱80に摺動自在
に装着されており、また、Ｚ軸に沿った連結器84、86の
移動を個別に制御する手段が設けられている。このよう
な制御手段は当業者に周知で、例えばラック・ピニオン
装置で構成することができる。本発明では、モータおよ
び減速ギアボックス装置（第10図では各々参照番号94、
96) が連結器84、86に組込まれ、これらは直腸プローブ
および尿道プローブを並進および／または回転移動させ
る制御装置90（第10図を参照）によって制御される。
【００５３】連結器84、86にはエンコード装置98、100
（第10図には詳細は図示されていないが、当業者に周知
である）も組込まれている。このエンコード装置を上記
のモータおよび減速ギアボックス装置94、96と一緒に用
いることによって、プローブ12、14の並進移動および／
または回転移動を正確に測定することができる。第10図
にはこの概念が示してある。また、インターフェース92
は並進移動および／または回転移動に関する情報を制御
装置90へ送る。
【００５４】制御装置90は中央コンピュータ、特に好ま
しくはオペレータインターフェースソフトウェアおよび
命令管理ソフトウェアで構成される制御ソフトウェアを
含むコンピュータを備えている。命令管理ソフトウェア
は第10図に示すインターフェース92の一部にするのが好
ましい。命令管理ソフトウェアはこのインターフェース
92を介して直腸プローブと尿道プローブを移動させる連
結器84、86に組込まれたモータ94、96を制御し、連結器
84、86に組込まれたエンコーダ98、100 を介して送られ
るプローブの移動に関する情報を受ける。
【００５５】尿道プローブ14の観察用の変換素子70は超
音波型、従ってエコーグラフで構成するのが好ましい。
この変換素子70は第１図に示すように、尿道８、前立腺
４および直腸壁60の画像面(imaging plane) を提供す
る。変換素子70は支持案内要素74によって尿道８内部で
正確な位置に固定される。直腸プローブ及び尿道プロー
ブは手動か制御装置90の制御下で、連結器84、86に組込
んだモータ94、96を用いて並進・回転移動される。以
下、図面を参照して装置の作動を説明する。
【００５６】最初に、尿道プローブ14を尿道内に挿入し
て、第１図に示した前立腺の位置に配置する。次に、直
腸プローブ12を直腸に挿入して、第１図に示すように、
前立腺と対向する位置に配置する。次に、案内手段
(管)32 の内部を通ってカップリング用液体を膜50の内
部へ導入・充填する。これによって、膜50の薄い区域50
ａが半径方向に変形し、直腸壁60に接触する。
【００５７】次に、２つのプローブ12、14を連結器84、
86を介して共通支持部材80に対して固定する。第１図に
示すように、連結器84、86の位置を調節して、尿道プロ
ーブ14の画像面が直腸プローブ12の中央面に対応するよ
うに２つのプローブ12、14の相対位置を調節し、それに
よってプローブ12からの音波の焦点が常に観察下に来る
ようにする。
【００５８】その後、連結器84、86を用いてプローブ1
2、14をＸ軸方向に沿って同時に並進移動させる。これ
によって相対位置を維持した状態で、治療プロセスをリ
アルタイムで監視することができる。２つのプローブの
相対位置が正しく位置決めされた時に各プローブの相対
位置を「凍結」することによって、治療期間中、リアル
タイムの監視を続けることができる。
【００５９】尿道観察用プローブ14は前立腺を介した半
径方向の画像面を与えるので、破壊すべき腫瘍の容積の
Ｚ座標とＹ座標とを決定することができる。直腸プロー
ブ12と尿道プローブ14とをＸ軸に沿って同時に移動させ
ることによって、前立腺をＸ軸に沿って常に観察下に維
持することができる。それによって、破壊すべき腫瘍の
容積のＸ座標を決定することができる。破壊すべき腫瘍
の容積のＸ、Ｙ及びＺ座標を中央コンピュータ90に記録
される。
【００６０】その後、中央コンピュータ90で両プローブ
12、14を移動させるモータ94、96を制御して、腫瘍の容
積全体を走査し、治療する。Ｚ軸に沿って治療プローブ
12を移動させ且つこのプローブ12をＸ軸を中心に回転さ
せることによって、プローブ14の画像面に対応する半径
方向面内で前立腺を治療することができる。Ｘ軸に沿っ
て２つのプローブ12、14を同時に移動させることによっ
て一連の面を治療することができ、それによって破壊す
べき腫瘍全体を治療することができる。また、治療プロ
セスをリアルタイムで監視し続けることができる。
【００６１】従って、本発明は前立腺の腫瘍容積を破壊
する方法を提供するということは理解できよう。本発明
方法は、集束された超音波を放射する治療用直腸プロー
ブを備え、画像形成用体腔プローブを備え、患者の縦方
向の軸線に平行な軸線に沿ってそのプローブの並進移動
を制御する手段とＸ軸として示したこの軸を中心にその
プローブの回転を制御する制御手段とを備え、直腸プロ
ーブを直腸内に挿入して、特に、治療すべき腫瘍容積、
特に前立腺と同じ高さにして、その治療すべき腫瘍体積
の正面に映像体腔プローブを挿入し、従って、その体腔
プーロブの映像平面は直腸プローブの中央平面に対応
し、それによって、直腸プローブから放射される音波の
焦点を観察し、及び、所望の時は、直腸プローブと体腔
プローブを同時に並進移動させて、それによって、破壊
すべき腫瘍容積全体を治療し、一方、常に直腸プローブ
の焦点を観察することを特徴とする。
【００６２】この方法の特定の実施例によると、その方
法は、集束された超音波を放射することができる治療用
直腸プローブを備え、映像体腔プローブを備え、患者の
縦方向の軸線に平行な軸線に沿ってそのプローブの並進
移動を制御する手段とＸ軸として示したこの軸を中心に
そのプローブの回転を制御する制御手段と、そのプロー
ブのＸ軸に垂直な軸に沿った並進移動を制御し、それに
よって、そのプローブをＺ軸として示す軸に沿って互い
に近づけたり、遠ざけたりすることができる制御手段を
備え、尿道プローブを尿道内に挿入して、特に前立腺の
治療すべき腫瘍容積と同じ高さにして、直腸プローブを
直腸内に挿入して、特に前立腺の、治療すべき腫瘍容積
と同じ高さにして、尿道プローブと直腸プローブをどち
らも共通プローブ支持装置に固定して、尿道プローブの
映像平面が直腸プローブの中央平面に対応するように
し、それによって、直腸プローブから放射された音波を
の焦点を観察し、治療プロセス中、破壊すべき腫瘍の容
積をカバーするように直腸プローブと体腔プローブをＸ
軸を沿って同時に並進移動させることからなる。
【００６３】所望の時、また直腸プローブをＸ軸を中心
に回転させながら、Ｚ軸に沿って並進移動させ、それに
よって、破壊すべき腫瘍の容積全体を治療する。別の測
定の実施例によると、体腔プローブは直腸プローブに物
理的に接続されており、それによって、２つのプローブ
の挿入を１つの段階で容易に行うことができ、また、直
腸プローブに対して映像体腔プローブを適切な位置に置
く段階を省くことができる。
【００６４】本発明の方法の好ましい変形例では、直腸
プローブは自然または電子的に集束(フォーカス) され
る変換器素子を備え、この変換器素子ではその直径の焦
点距離に対する比は0.5 〜1.5 、好ましくは 0.8から1.
5 、さらに好ましくは約１である。別の好ましい実施例
では、変換器素子20は超音波が50ミリ秒から５秒、好ま
しくは 200ミリ秒から２秒の範囲の短い期間の１ＭＨz
から４ＭＨｚの範囲にある周波数パルスを出し、その焦
点強度は1000Ｗ／cm2〜10,000Ｗ／cm2の範囲にある。
【００６５】第11図、第12図に示した本発明の別の好ま
しい実施例の治療用直腸プローブ12は第１〜４図で説明
したものと同じ型のものであり、また、画像形成用変換
器 (全体が参照番号 300で示してある) を備えた画像形
成用体腔プローブを有している。この画像形成用体腔プ
ローブは直腸プローブ12を介して治療用変換器20に対し
て固定されているので、直腸プローブ12に対して一定の
位置にある画像形成用直腸プローブを構成する。画像形
成用変換器 300は治療用変換器20から独立させ、ＰＩで
示したその画像面が治療用変換器20の第11図に示した対
称軸線と焦点Ｆとを連続的に含み、それによって、焦点
と治療区域を常に表示することができるような位置に取
りつけるのが好ましい。
【００６６】本発明の一つの変形例では、図示したセク
ターを画像形成用プローブで走査することができる。第
11図、第12図に示した実施例では画像形成用変換素子30
0は例えば接着剤によって直腸プローブ12の支持部材32
に取付けられている。
【００６７】第13図、第14図に示した別の実施例では、
直腸プローブ12が市販の直腸映像変換器で構成される体
腔プローブ 400を備えている。この体腔プローブ 400
は、第14図に詳細に図示した固定具 402によって直腸プ
ローブ12の支持部材32、従って治療用変換器20に取付け
られている。固定具 402は２つの縦方向溝 404及び406
で形成された案内手段を有しいるのが好ましい。
【００６８】縦方向溝 404、 406は案内機能を実行する
ことができるように縦方向に十分な長さで延びている。
また、参照番号 408と 412および412 と414 で示すよう
なＯ字型リング等の密封手段を備えている。これらの密
封手段は、上記のような治療用変換素子12と画像形成用
変換素子 400とを取り囲み且つ液体が充填された膜50を
備えている場合には設けるのが好ましい。
【００６９】第13図、第14図に示した実施例の利点は、
市販の画像形成用プローブを案内路404内に単に挿入す
るだけで、第13図に示した正確な位置に位置決めできる
点にある。この位置では画像形成用変換器 400は治療用
変換器20から離れて、画像形成用変換器が治療用変換器
を妨害することはない。また、映像面ＰＩは常に焦点Ｆ
を含む治療用変換器12の対称軸線を通るので、上記実施
例のように常に焦点と治療区域とを表示することができ
る。
【００７０】第13図と第14図に示した実施例の変形例を
示す第15図と第16図に示した別の実施例では、同じ部材
には同じ参照番号が付けてある。この実施例では、当業
者には用意に理解できるように画像形成用体腔プローブ
400が、少なくとも一部分が治療用プローブ20の下方に
延びた盲穴 450の中に挿入されている。治療用変換器20
は音響窓 460を備え、その下方に画像形成用プローブ40
0 の音響源 462が位置している。この構造によって、常
に焦点と治療区域とを含んだ画像面に沿って音響窓 460
を介して画像の走査をすることができる。
【００７１】第16図から明らかなように、画像面は市販
の直腸プローブで得られる走査面を示しているので、画
像面は直腸プローブの対称軸線に対してほぼ直角であ
る。本発明の好ましい実施例では、画像形成用変換器 3
00、400は３ＭＨｚから７ＭＨｚの範囲の周波数で作動
する。
【００７２】第１〜16図の説明と第１〜16図自体とは本
発明の必須部分であり、従って、説明の一部を形成して
いることは理解できよう。また、添付の第１〜16図を含
む上記説明から演繹される従来技術に対して新規な全て
の特性は本発明に含まれるということも理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 直腸内の定位置にある直腸プローブを、腔内
プローブ（図では尿道内の前立腺の位置の所にある尿道
プローブ）と一緒に示した概念的部分断面図。
【図２】 直腸プローブを、それを支持する剛体の案内
手段と一緒に示した第３図の線II−IIによる軸線方向縦
断面図。
【図３】 第２図の矢印III に沿って見た図面。
【図４】 第２図及び第３図に示した第１実施例の変換
器素子を通る第３図の線IV−IVによる断面図。
【図５】 縦方向の直腸内挿入方向に直角な方向の直径
を小さくした本発明の直腸プローブの第２実施例を示
す、第３図に類似の平面図。
【図６】 第５図の線VI−VIの断面図。
【図７】 楕円形の変換器素子の第３実施例の平面図。
【図８】 第７図の線VIII−VIIIによる第７図の楕円形
変換器素子の断面図。
【図９】 軸線方向に変形可能な膨張膜（膨張した状態
で図示）と、必須要件ではないカテテル内部の熱電対と
圧力センサとを含む第１図〜第４図に示した直腸プロー
ブの変形例を示す図。
【図１０】 本発明装置の制御部材のブロック図。
【図１１】 画像形成用変換器を備えた画像形成用体腔
プローブを有する本発明の治療用直腸プローブの別の実
施例の概念的部分断面図で、この図では、画像形成用体
腔プローブが第４図及び第９図に類似した画像形成用直
腸プローブで構成されている。
【図１２】 第11図の直腸プローブの平面図。
【図１３】 画像形成用体腔プローブ（図示した例では
固定具によって固定された市販の画像形成用直腸変換器
で構成される）を備えた本発明の直腸プローブの別の実
施例を示す図。
【図１４】 第13図の矢印XIV から見た固定具を通る縦
軸方向の断面図。
【図１５】 画像形成用体腔プローブ（ここでは市販の
画像形成用直腸変換器で構成される）を治療用変換器の
下方に挿入することができる構造をした本発明の直腸プ
ローブの別の実施例を示す図。治療用変換器は音響窓を
備え、画像形成用変換器はこの音響窓を介して焦点と治
療区域とを含むセクターを常に走査する。
【図１６】 第15図の直腸プローブを上方から見た平面
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カティニョール，ドミニク フランス国 69740 ジュナ リュ デ ュ フォール 14 (72)発明者 ジュレ，アルベール フランス国 69006 リヨン ブルヴァ ール デ ベルジュ 101 (72)発明者 ブラン，エマニュエル フランス国 69230 サン−ジェニ−ラ ヴァル アレ アントナン−デュマ 47 (56)参考文献 特開 平２−297354（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−162847（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−284649（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−121660（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−93412（ＪＰ，Ｕ) 国際公開89／7909（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 18/00 A61B 8/12 A61F 7/00 322 A61N 7/02

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波を放射して焦点に焦光させる前面
    （20a）と後面 (20b) とを有する少なくとも１つの治療
    用圧電変換素子 (20) と、画像形成用変換器（300，46
    2）とを備えている直腸プローブ(12)において、治療用 圧電変換素子 (20) は支持部材（35，36）に固定
    されており、この支持部材（35，36）自体は直腸プロー
    ブの直腸内への挿入を可能にする剛体の案内手段（32）
    に結合されており、画像形成用変換器（300，462）は治療用圧電変換素子
    (20)に対して固定さ れており、治療用圧電変換素子 (20)の焦点は画像形成用変換器（3
    00，462）の画像面内にある 、 ことを特徴とする直腸プローブ。
  2. 【請求項２】 治療用圧電変換素子 (20)が超音波を焦
    光させる形状を有している請求項１に記載の直腸プロー
    ブ。
  3. 【請求項３】 治療用圧電変換素子 (20)が電気的に焦
    光する請求項１に記載の直腸プローブ。
  4. 【請求項４】 画像面が直腸プローブの対称軸線内にあ
    る請求項１〜３のいずれか一項に記載の直腸プローブ。
  5. 【請求項５】 画像面が直腸プローブの対称軸線に対し
    て直角である請求項１〜３のいずれか一項に記載の直腸
    プローブ。
  6. 【請求項６】 画像形成用変換器（400）が治療用圧電
    変換素子 (20)に固着している請求項１〜５のいずれか
    一項に記載の直腸プローブ。
  7. 【請求項７】 治療用圧電変換素子(20)が音響窓（46
    0）の下側にある請求６に記載の直腸プローブ。
  8. 【請求項８】 画像形成用変換器（400）が音響窓（46
    0）の下側にある請求７に記載の直腸プローブ。
  9. 【請求項９】 画像形成用変換器（300）が治療用圧電
    変換素子(20)の支持部材（32）に固定されている請求項
    １〜５のいずれか一項に記載の直腸プローブ。
  10. 【請求項１０】 画像形成用変換器（300）が支持部材
    （32）に固着されている請求項９に記載の直腸プロー
    ブ。
  11. 【請求項１１】 画像形成用変換器（300）が固定具（4
    02）によって支持部材（32）に固着されている請求項９
    に記載の直腸プローブ。
  12. 【請求項１２】 画像形成用変換器（300, 400）がセク
    ターの走査をする請求項１〜１１のいずれか一項に記載
    の直腸プローブ。
  13. 【請求項１３】 画像形成用変換器が３〜７ＭＨｚの範
    囲の周波数で作動する請求項１〜１２のいずれか一項に
    記載の直腸プローブ。
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