專利名稱:超聲波藥劑導(dǎo)入方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向患者等被檢查體照射超聲波，并將基因或蛋白質(zhì)等藥劑類(lèi)導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)或核內(nèi)的超聲波藥劑導(dǎo)入方法及其裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在治療領(lǐng)域中，MIT(Minimally Invasive Treatment，微創(chuàng)治療)或基因治療·再生治療這樣可以進(jìn)行超早期的根本治療的治療方法正在引人注目。例如，缺血性心腦疾病這樣由動(dòng)脈硬化或血栓引起的疾病的再發(fā)病率高是一個(gè)很大的問(wèn)題。日本近年來(lái)由于飲食生活的歐美化，高脂血癥患者增加。因此，通過(guò)抑制局部再次發(fā)生、或者在完全梗塞的組織中使血管新生來(lái)改善缺血癥狀的基因?qū)氙煼ㄊ艿阶⒛俊?br> 血管新生因子例如針對(duì)糖尿病性的四肢缺血、壞死疾病促進(jìn)血管的新生。向由于該缺血性四肢疾病而使血流減少或者停止的患部導(dǎo)入血管因子、促進(jìn)血管的新生來(lái)進(jìn)行治療的基因治療已經(jīng)在歐美進(jìn)入臨床研究，并且效果正在提高。血管新生抑制因子具有與血管新生因子相反的功能。血管新生抑制因子從代謝活躍的腫瘤細(xì)胞發(fā)出請(qǐng)求血管新生的信號(hào)，并不斷繁殖。血管新生抑制因子通過(guò)導(dǎo)入血管新生因子來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)血管的新生，從而可以抑制腫瘤的繁殖。
基因治療的主流是由于血管新生因子的導(dǎo)入效率高而利用了病毒載體(viral vector)的方法。利用了病毒載體的方法在抑制了毒性的逆轉(zhuǎn)錄酶病毒或腺病毒中引入標(biāo)的基因，并通過(guò)感染把該逆轉(zhuǎn)錄酶病毒導(dǎo)入到目的細(xì)胞的基因中。然而，近年來(lái)，歐美在進(jìn)行基因治療時(shí)出現(xiàn)了由于病毒自身的毒性引起死亡的患者。因此，對(duì)于病毒基因?qū)氲睦茫趪?guó)內(nèi)外都出現(xiàn)謹(jǐn)慎的言論。鑒于這樣的現(xiàn)狀，正在研究其它的基因?qū)敕ā?br> 作為非病毒載體法，例如有使用脂質(zhì)體等的化學(xué)方法和使用顯微注射、基因槍(gene gun)、電穿孔(electroporation)、激光等的導(dǎo)入方法。作為新的導(dǎo)入方法之一，應(yīng)用了超聲波的聲致穿孔(sonoporation)現(xiàn)象的超聲波基因?qū)爰夹g(shù)近年來(lái)正在受到注目。
基于超聲波基因?qū)爰夹g(shù)的方法利用的是如下的現(xiàn)象(sonoporation現(xiàn)象)在超聲波造影圖像診斷中使用的超聲波造影劑(氣泡)由于超聲波的照射而崩潰時(shí)發(fā)生微噴射(microjet)，并在細(xì)胞膜中生成暫時(shí)的孔?；诔暡ɑ?qū)爰夹g(shù)的方法從由于sonoporation現(xiàn)象生成的孔直接向細(xì)胞內(nèi)或核內(nèi)導(dǎo)入基因或蛋白質(zhì)等。
本來(lái)，通過(guò)超聲波的連續(xù)照射，產(chǎn)生被稱為空穴的微小氣泡。由此也產(chǎn)生與sonoporation現(xiàn)象同樣的現(xiàn)象?；诔暡ɑ?qū)爰夹g(shù)的方法為了進(jìn)一步提高效率而人為地注入氣泡(造影劑)，并通過(guò)這種并用來(lái)提高導(dǎo)入效率，這種方法已被公眾所知。該基于超聲波基因?qū)爰夹g(shù)的方法例如公開(kāi)在以下的各文獻(xiàn)中。即，特表平9-502191號(hào)公報(bào)、特表2001-507207號(hào)公報(bào)、特表2001-512329號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2004-261253號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平6-78930號(hào)公報(bào)、特開(kāi)平11-226046號(hào)公報(bào)、古幡博和馬目佳信合著的“超聲波基因?qū)氲恼归_(kāi)”(BME，日本ME學(xué)會(huì)，平成14年7月10日，vol.16，No.7，pp3-7)，田瀏圭章和近藤隆合著的“超聲波誘導(dǎo)基因治療”(另冊(cè)，醫(yī)學(xué)的進(jìn)展，“超聲波醫(yī)學(xué)最前線”，醫(yī)齒藥出版，pp203-208，2004)，藤本克彥和淺野武秀合著的“基于聚焦超聲波的治療方法和問(wèn)題點(diǎn)”(另冊(cè)，醫(yī)學(xué)的進(jìn)展，“超聲波醫(yī)學(xué)最前線”，醫(yī)齒藥出版，pp198-202，2004)。
超聲波基因?qū)爰夹g(shù)通過(guò)作為診斷用造影劑已經(jīng)受到治療認(rèn)可的Levovist或者在國(guó)內(nèi)尚未承認(rèn)的Optison等超聲波造影劑的并用來(lái)增強(qiáng)藥劑導(dǎo)入效果。Levovist是在超聲波診斷圖像上觀察組織的血流動(dòng)態(tài)或perfusion(灌注)等時(shí)使用。超聲波基因?qū)爰夹g(shù)具有藥劑安全導(dǎo)入的可能性，正在受到關(guān)注。
當(dāng)前，在超聲波診斷中，并用了超聲波造影劑(微氣泡)的造影回聲(echo)法正在廣泛用于臨床。超聲波診斷與上述超聲波治療的融合非常容易進(jìn)行。造影回聲法作為使用了聚焦超聲波的加熱治療(HIFUHigh Intensity Focused UItrasound，高強(qiáng)度聚焦超聲)或超聲波碎石裝置等超聲波治療的監(jiān)視方法是非常有用的。這樣的技術(shù)例如公開(kāi)在特開(kāi)平6-78930號(hào)公報(bào)，特開(kāi)平11-226046號(hào)公報(bào)，藤本克彥著、淺野武秀著“基于聚焦超聲波的治療方法和問(wèn)題點(diǎn)”(另冊(cè)，醫(yī)學(xué)的進(jìn)展，“超聲波醫(yī)學(xué)最前線”，醫(yī)齒藥出版，pp198-202，2004)。中。
伴隨著基因分析的進(jìn)展，在以形態(tài)為中心迄今已經(jīng)取得了飛躍性進(jìn)步的醫(yī)用圖像診斷中，正在迅速地普及分子成像(MolecularImaging)的思想。分子成像大致分為兩種。一種是利用光或X射線使毫微級(jí)的分子自身成像的文字那樣的單分子成像。另一種是使藥劑等向分子內(nèi)的導(dǎo)入或代謝成像、間接地使分子的舉動(dòng)成像的功能成像。作為前者的例子可以舉出熒光顯微鏡或X射線顯微鏡等。作為后者的例子，可以舉出核醫(yī)學(xué)裝置(PET、SPECT)或MRS等。
前者由于用于成像的能量的組織深入度或被放射線照射的問(wèn)題，以在實(shí)驗(yàn)室中的利用為中心。而后者通過(guò)與標(biāo)識(shí)了標(biāo)的分子的放射線核種或造影劑的組合，分辨率雖然低但代謝功能等增強(qiáng)，從而可以成像。由此，后者近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于臨床。特別是最近，例如把PET與X射線CT組合起來(lái)的PET-CT等新的應(yīng)用正在極大地受到關(guān)注。PET的分辨率低，X射線CT的形態(tài)分辨率高，PET-CT利用形態(tài)分辨率高的X射線CT補(bǔ)償PET的低分辨率，在三維形態(tài)圖像上疊加顯示代謝信息。
基于分子成像的分子圖像使相對(duì)于正常組織代謝活躍的腫瘤細(xì)胞成像。將來(lái)，利用基于Reporter基因(報(bào)告基因)的基因?qū)爰夹g(shù)引入的基因正常地轉(zhuǎn)移到核內(nèi)，利用分子成像技術(shù)檢測(cè)出所顯現(xiàn)的現(xiàn)象，從而也可以早期預(yù)測(cè)基因治療的效果。從而，分子圖像直接提供與治療計(jì)劃或超早期診斷、基因治療等的監(jiān)視相結(jié)合的有用信息。
如上所述，基于超聲波與微氣泡的并用的給藥(drag delivery)方法受到關(guān)注。然而，目前的基于超聲波的基因?qū)爰夹g(shù)的導(dǎo)入效率與利用病毒載體的方法相比還很低。由于導(dǎo)入利用的是微氣泡崩潰時(shí)的微噴射產(chǎn)生的sonoporation現(xiàn)象，因此在可以與藥劑充分接觸的臟器·組織表面的藥劑導(dǎo)入方面是很有效的。然而，向深處局部的導(dǎo)入非常困難。
本發(fā)明的目的在于提供一種在通過(guò)向生物體照射超聲波來(lái)進(jìn)行基因或蛋白質(zhì)、藥劑等的導(dǎo)入治療時(shí)，利用通過(guò)加壓狀態(tài)下的超聲波照射來(lái)提高向組織深部的導(dǎo)入效果這一點(diǎn)，可以促進(jìn)藥劑向局部的更有效導(dǎo)入的超聲波藥劑導(dǎo)入方法及其裝置。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明第1方面的超聲波藥劑導(dǎo)入方法是向被檢查體施加低頻聲波，向被檢查體的目標(biāo)區(qū)域施加高頻超聲波，并向目標(biāo)區(qū)域?qū)胨巹?br> 本發(fā)明第2方案的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置具備向被檢查體施加低頻聲波的低頻加壓?jiǎn)卧?；向被檢查體的目標(biāo)區(qū)域施加高頻超聲波的高頻加壓?jiǎn)卧?；和調(diào)整向被檢查體施加低頻聲波的定時(shí)和向被檢查體施加高頻超聲波的定時(shí)的定時(shí)調(diào)整單元，其中，通過(guò)針對(duì)目標(biāo)區(qū)域的、低頻聲波和高頻超聲波的施加，向目標(biāo)區(qū)域?qū)胨巹?br> 本發(fā)明第3方面的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置具備至少可以向被檢查體施加寬帶或者多個(gè)頻率的聲波的超聲波加壓?jiǎn)卧?；和調(diào)整向被檢查體施加低頻聲波的定時(shí)和向被檢查體施加高頻超聲波的定時(shí)的定時(shí)調(diào)整單元，其中，通過(guò)針對(duì)目標(biāo)區(qū)域的、低頻聲波和高頻超聲波的施加，向目標(biāo)區(qū)域?qū)胨巹?br>圖1是表示具備本發(fā)明的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置的第1實(shí)施方式的醫(yī)用圖像診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示該裝置中的施加器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示該裝置的低頻超聲波和高頻超聲波的疊加壓力波形的時(shí)序的圖。
圖4A是表示其它聲波源的側(cè)面的結(jié)構(gòu)圖。
圖4B是表示該聲波源的上面的結(jié)構(gòu)圖。
圖5A是表示其它聲波源的側(cè)面的結(jié)構(gòu)圖。
圖5B是表示該聲波源的上面的結(jié)構(gòu)圖。
圖5C是表示在作為該聲波源的相控陣聲源中形成的聲透鏡的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示具備本發(fā)明的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置的第2實(shí)施方式的醫(yī)用圖像診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示該裝置中的復(fù)合振子的頻率特性的圖。
具體實(shí)施方式以下，參照本發(fā)明的第1實(shí)施方式。
圖1表示具備超聲波藥劑導(dǎo)入裝置的醫(yī)用圖像診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。在成像裝置傳感器(掃描儀)1內(nèi)，可移動(dòng)地設(shè)置床2。在床2上載置患者等被檢查體3。在成像裝置傳感器1上連接醫(yī)用圖像診斷裝置4。醫(yī)用圖像診斷裝置4例如包括具有超聲波診斷裝置、MRI裝置、PET裝置的核醫(yī)學(xué)裝置、X射線CT裝置或這些裝置的復(fù)合裝置。醫(yī)用圖像診斷裝置4取得被檢查體3的例如超聲波圖像、MRI圖像、PET圖像或X射線CT圖像。并且，醫(yī)用圖像診斷裝置4取得被檢查體3的圖像診斷信息和被檢查體3內(nèi)部的特定部位、例如進(jìn)行基因或蛋白質(zhì)、藥劑等的導(dǎo)入的目標(biāo)區(qū)域5的信息等。醫(yī)用圖像診斷裝置4經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)6與系統(tǒng)控制器7連接。成像裝置傳感器1與醫(yī)用圖像診斷裝置4成對(duì)地進(jìn)行形態(tài)診斷或分子成像等功能診斷。
在成像裝置傳感器1內(nèi)設(shè)置施加器(applicator)8。施加器8內(nèi)設(shè)置低頻振子9和高頻振子10。低頻振子9和高頻電子10如圖2所示，經(jīng)由水袋等耦合媒介K與被檢查體3相對(duì)。用考慮到醫(yī)用圖像診斷裝置4例如在PET、MRI或X射線CT等圖像診斷療法下的使用的材料來(lái)形成施加器8。如果醫(yī)用圖像診斷裝置4是PET，則施加器8用放射線透過(guò)性的材料形成。如果醫(yī)用圖像診斷裝置4是MRI，則施加器8用非磁性材料形成。如果醫(yī)用圖像診斷裝置4是X射線CT，則施加器8用X射線透過(guò)材料等形成。即，施加器8用不遮擋在圖像診斷中使用的能量而且不對(duì)醫(yī)用圖像產(chǎn)生影響的材料形成。
低頻振子9上連接低頻驅(qū)動(dòng)電路11。由低頻振子9和低頻驅(qū)動(dòng)電路11形成低頻加壓?jiǎn)卧５皖l加壓?jiǎn)卧虮粰z查體3施加低頻的超聲波(以下，省略為低頻超聲波)。低頻振子9向被檢查體3非聚焦地照射低頻超聲波。低頻振子9是所謂的非聚焦型聲源。從低頻振子9發(fā)出的低頻超聲波向被檢查體3大范圍地、例如覆蓋被檢查體3整體地照射。從低頻振子9發(fā)出的低頻超聲波具有例如數(shù)kHz左右。低頻驅(qū)動(dòng)電路11向低頻振子9提供用于從低頻振子9發(fā)出例如數(shù)kHz左右的低頻超聲波的低頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
高頻振子10上連接高頻驅(qū)動(dòng)電路12。由高頻振子10和高頻驅(qū)動(dòng)電路12形成高頻加壓?jiǎn)卧?。高頻加壓?jiǎn)卧虮粰z查體3的目標(biāo)區(qū)域5施加高頻的超聲波。高頻振子10向被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5聚焦照射高頻的超聲波(以下，省略成高頻超聲波)。高頻振子10是所謂的聚焦型聲源。高頻振子10例如形成球面片的形狀，換言之形成球殼狀。高頻振子10使該高頻超聲波的能量聚焦到高頻超聲波的導(dǎo)入焦點(diǎn)P上。高頻振子10用作促進(jìn)基因或蛋白質(zhì)、藥劑等向局部的導(dǎo)入的藥劑導(dǎo)入用振子。從高頻振子10發(fā)出的高頻超聲波具有例如數(shù)百kHz至數(shù)MHz。高頻驅(qū)動(dòng)電路12向高頻振子10提供用于從高頻振子10發(fā)出例如數(shù)百kHz至數(shù)MHz的高頻超聲波的高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路13分別向低頻驅(qū)動(dòng)電路11和高頻驅(qū)動(dòng)電路12發(fā)送各定時(shí)調(diào)整信號(hào)。驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路13通過(guò)發(fā)送出各定時(shí)調(diào)整信號(hào)來(lái)調(diào)整向被檢查體3施加低頻超聲波的定時(shí)和向被檢查體3施加高頻超聲波的定時(shí)。具體地講，驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路13分別向低頻驅(qū)動(dòng)電路11和高頻驅(qū)動(dòng)電路12發(fā)送出備定時(shí)調(diào)整信號(hào)，當(dāng)由施加到被檢查體3上的低頻超聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值，例如大于等于1.05氣壓的正壓時(shí)，向被檢查體3施加高頻超聲波。
系統(tǒng)控制器7上經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)6連接有醫(yī)用圖像診斷裝置4。在系統(tǒng)控制器7上，連接有移動(dòng)機(jī)構(gòu)14、CRT顯示器15、作為終端的輸入設(shè)備16。輸入設(shè)備16例如具有鼠標(biāo)、鍵盤(pán)。
驅(qū)動(dòng)控制器7接收經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)6從醫(yī)用圖像診斷裝置4傳送來(lái)的被檢查體3的例如PET圖像、MRI圖像或X射線CT圖像，并在CRT顯示器15上顯示。系統(tǒng)控制器7接收經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)6從醫(yī)用圖像診斷裝置4傳送來(lái)的被檢查體3的圖像診斷信息或被檢查體3內(nèi)部的特定部位、例如進(jìn)行基因或蛋白質(zhì)、藥劑等的導(dǎo)入的目標(biāo)區(qū)域5的信息等，并在CRT顯示器15上顯示。
系統(tǒng)控制器7接受來(lái)自輸入設(shè)備16的操作指示，向移動(dòng)機(jī)構(gòu)14發(fā)出用于進(jìn)行施加器8的移動(dòng)控制和床2的移動(dòng)控制的各控制指示。移動(dòng)機(jī)構(gòu)14對(duì)施加器8的位置進(jìn)行移動(dòng)控制，并對(duì)床2的位置進(jìn)行移動(dòng)控制。系統(tǒng)控制器7接受來(lái)自輸入設(shè)備16的操作指示，向驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路13發(fā)出低頻以及高頻的各超聲波的照射、停止等的指令。
其次，說(shuō)明如上構(gòu)成的裝置中的藥劑等的導(dǎo)入的促進(jìn)動(dòng)作。
醫(yī)用圖像診斷裝置4取得例如PET圖像、MRI圖像或X射線CT圖像作為被檢查體3的醫(yī)用圖像。并且，醫(yī)用圖像診斷裝置4取得被檢查體3的圖像診斷信息和被檢查體3內(nèi)部的特定部位、例如進(jìn)行基因或蛋白質(zhì)、藥劑等的導(dǎo)入的目標(biāo)區(qū)域5的信息等。醫(yī)用圖像診斷裝置4通過(guò)網(wǎng)絡(luò)6向系統(tǒng)控制器7發(fā)送被檢查體3的醫(yī)用圖像、被檢查體3的圖像診斷信息、被檢查體3內(nèi)部的例如進(jìn)行基因或蛋白質(zhì)、藥劑等的導(dǎo)入的目標(biāo)區(qū)域5的信息等。
系統(tǒng)控制器7將從醫(yī)用圖像診斷裝置4發(fā)送來(lái)的例如PET圖像、MRI圖像或X射線CT圖像等醫(yī)用圖像或被檢查體3的圖像診斷信息等顯示在CRT顯示器15上。
做手術(shù)的人一邊觀察CRT顯示器15一邊操作輸入設(shè)備16，調(diào)整施加器8和床2的各位置。系統(tǒng)控制器7接受來(lái)自輸入設(shè)備16的操作指示，向移動(dòng)機(jī)構(gòu)14發(fā)出各控制指示。由此，分別移動(dòng)施加器8和床2，決定被檢查體3的位置和從高頻振子10發(fā)出的高頻超聲波的導(dǎo)入焦點(diǎn)P的位置。
在CRT顯示器15的顯示畫(huà)面上，由系統(tǒng)控制器7與例如PET圖像、MRI圖像或X射線CT圖像一起，疊加顯示表示高頻超聲波的導(dǎo)入焦點(diǎn)P的標(biāo)記。從而，做手術(shù)的人進(jìn)行分別對(duì)施加器8和床2進(jìn)行位置控制的操作指示，使得標(biāo)記位于被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5上。由此，施加器8例如接觸被檢查體3，進(jìn)行高頻超聲波的導(dǎo)入焦點(diǎn)P與被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5的正確定位。
接著，做手術(shù)的人觀察在CRT顯示器15的顯示畫(huà)面上顯示的例如PET圖像、MRI圖像或X射線CT圖像，操作輸入設(shè)備16。由此，系統(tǒng)控制器7經(jīng)由驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路13使低頻驅(qū)動(dòng)電路11和高頻驅(qū)動(dòng)電路12動(dòng)作。由此，低頻振子9產(chǎn)生低頻超聲波。在該狀態(tài)下，如果確認(rèn)微氣泡或藥劑等充分到達(dá)被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5，則從高頻振子10實(shí)施導(dǎo)入用高頻超聲波的照射。
具體地說(shuō)明為，低頻振子9向被檢查體3非聚焦地照射具有例如數(shù)kHz左右的低頻超聲波。低頻振子9例如覆蓋被檢查體3整體地進(jìn)行照射。低頻超聲波如圖3所示，具有例如數(shù)kHz左右的正弦波波形W1。低頻超聲波以被檢查體3的周?chē)鈿鈮?＝1個(gè)氣壓)為中心，周期性地變化成正負(fù)氣壓。而且，在被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5、即希望導(dǎo)入例如基因或蛋白質(zhì)、藥劑等的部位也施加以周?chē)鈿鈮?＝1個(gè)氣壓)為中心周期性變化成正負(fù)氣壓的低頻超聲波。
在被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5上施加了低頻超聲波的狀態(tài)下，并且在低頻超聲波的正氣壓達(dá)到例如1.05氣壓的期間中，高頻振子10向被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5聚焦地照射具有例如數(shù)百kHz至數(shù)MHz的藥劑導(dǎo)入用高頻超聲波。由此，如圖3所示，在正氣壓期間中的低頻超聲波上疊加藥劑導(dǎo)入用高頻超聲波的波形W2。而且，在被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5上照射在低頻超聲波上疊加了高頻超聲波的超聲波。
其結(jié)果，可以促進(jìn)與微氣泡的相互作用。利用微氣泡崩潰時(shí)產(chǎn)生的微噴射的發(fā)生(sonoporation現(xiàn)象)，來(lái)促進(jìn)例如基因或蛋白質(zhì)、藥劑等向目標(biāo)區(qū)域(患部)5的導(dǎo)入。另外，驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路13考慮作為被檢查體3的患者等生物體中的超聲波的傳播時(shí)間來(lái)進(jìn)行定時(shí)調(diào)整，使得在由從低頻振子9產(chǎn)生的低頻超聲波產(chǎn)生的壓力波在被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5的位置為正壓、例如為大于等于1.05氣壓的正壓的狀態(tài)下，由從高頻振子10產(chǎn)生的高頻超聲波產(chǎn)生的壓力波到達(dá)被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5的位置。
這樣，依據(jù)上述第1實(shí)施方式，由從低頻振子9施加到被檢查體3上的低頻超聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值、例如達(dá)到大于等于1.05氣壓的正壓時(shí)，在被檢查體3上施加來(lái)自高頻振子10的高頻超聲波。由此，在通過(guò)向生物體上照射超聲波、導(dǎo)入例如基因或蛋白質(zhì)、藥劑等來(lái)進(jìn)行治療時(shí)，藥劑導(dǎo)入用高頻超聲波以低頻下的正壓加壓相位照射到被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5上。這樣，通過(guò)加壓狀態(tài)下的超聲波照射，提高了向組織深部的導(dǎo)入效果。從而促進(jìn)了藥劑等向局部的更有效導(dǎo)入。可以實(shí)現(xiàn)例如基因或蛋白質(zhì)、藥劑等向患者等被檢查體3的生物體局部的更可靠的導(dǎo)入?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)基因治療或給藥治療等有貢獻(xiàn)的新的超聲波藥劑局部導(dǎo)入的系統(tǒng)。
施加器8例如采用在具有超聲波診斷裝置、MRI裝置、PET裝置的核醫(yī)學(xué)裝置、X射線CT裝置或者這些裝置的組合裝置等的各診斷療法攝像時(shí)不產(chǎn)生影響的材料。由此，可以在根據(jù)分子圖像或者詳細(xì)的形態(tài)圖像來(lái)確認(rèn)被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)藥劑等的可靠導(dǎo)入。
另外，本發(fā)明的上述第1實(shí)施方式還可以如下變形。
高頻振子10例如可以使用二維陣列形地排列了多個(gè)振子的相控陣(phased array)聲源。相控陣聲源可以對(duì)多個(gè)振子進(jìn)行相位差驅(qū)動(dòng)。由此，相控陣聲源可以進(jìn)行高頻超聲波的聚焦或者焦點(diǎn)位置的電子掃描。這種情況下，例如系統(tǒng)控制器7根據(jù)多個(gè)振子的各驅(qū)動(dòng)相位，計(jì)算高頻超聲波的聚焦的變更或者進(jìn)行了電子掃描的高頻超聲波的焦點(diǎn)位置。系統(tǒng)控制器7在CRT顯示器15上顯示被檢查體3的例如PET圖像、MRI圖像或者X射線CT圖像，并且在所顯示的圖像上疊加顯示計(jì)算出的高頻超聲波的焦點(diǎn)位置。
低頻振子9和高頻振子10也可以不分別設(shè)置、而是采用可以對(duì)一個(gè)振子進(jìn)行多頻驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。這種情況下，向一個(gè)振子提供把從低頻驅(qū)動(dòng)電路11送出的低頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)和從高頻驅(qū)動(dòng)電路12送出的高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)的各波形進(jìn)行了電氣疊加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
低頻振子9和高頻振子10也可以采用配置在同一個(gè)聲源中的結(jié)構(gòu)。
圖4A以及圖4B表示其它聲波源的結(jié)構(gòu)，圖4A表示側(cè)面的結(jié)構(gòu)，圖4B表示上面的結(jié)構(gòu)。低頻振子9是非聚焦型，在被檢查體3的大范圍上施加低頻的聲波。在低頻振子9的兩個(gè)端部分別設(shè)置相控陣聲源17a、17b。各相控陣聲源17a、17b分別成二維陣列形地排列多個(gè)振子。各相控陣聲源17a、17b相對(duì)低頻振子9傾斜設(shè)置。各相控陣聲源17a、17b的傾斜方向是經(jīng)由低頻振子9相互相對(duì)的方向、即內(nèi)側(cè)的方向。由此，各相控陣聲源17a、17b使高頻超聲波的能量聚焦在該高頻超聲波的導(dǎo)入焦點(diǎn)P上。從各相控陣聲源17a、17b發(fā)出的高頻超聲波具有例如數(shù)百kHz至數(shù)MHz。
如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則當(dāng)由從低頻振子9施加到被檢查體3上的低頻超聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值、例如達(dá)到大于等于1.05氣壓的正壓時(shí)，各相控陣聲源17a、17b在被檢查體3上施加高頻超聲波。
圖5A以及圖5B表示其它聲波源的結(jié)構(gòu)，圖5A表示側(cè)面的結(jié)構(gòu)，圖5B表示上面的結(jié)構(gòu)。在低頻振子9的兩個(gè)端部分別設(shè)置相控陣聲源18a、18b。各相控陣聲源18a、18b分別成二維陣列形地排列多個(gè)振子而形成。各相控陣聲源18a、18b相對(duì)于低頻振子9設(shè)置在同一個(gè)平面上。各相控陣聲源18a、18b可以根據(jù)多個(gè)振子的各驅(qū)動(dòng)相位來(lái)變更高頻超聲波的聚焦位置。各相控陣聲源18a、18b分別如圖5C所示形成凹形的聲透鏡。由此，各相控陣聲源18a、18b將高頻超聲波的能量聚焦在該高頻超聲波的導(dǎo)入焦點(diǎn)P上。從各相控陣聲源18a、18b發(fā)出的高頻超聲波具有例如數(shù)百kHz至數(shù)MHz。低頻振子9以及各相控陣聲源18a、18b經(jīng)由凝膠狀的耦合部件19與被檢查體3接觸。
如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則當(dāng)由從低頻振子9施加到被檢查體3上的低頻超聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值、例如達(dá)到大于等于1.05氣壓的正壓時(shí)，各相控陣聲源18a、18b在被檢查體3上施加高頻超聲波。
以下，參照本發(fā)明的第2實(shí)施方式。在與圖1相同的部分上標(biāo)注相同的符號(hào)，并省略其詳細(xì)的說(shuō)明。
圖6表示具備超聲波藥劑導(dǎo)入裝置的醫(yī)用圖像診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。施加器8上設(shè)置有可以在寬帶或者多個(gè)頻率下振動(dòng)的高頻、低頻復(fù)合振子(以下省略為復(fù)合振子)20。復(fù)合振子20例如如圖7所示，在數(shù)kHz左右的低頻超聲波和例如數(shù)百kHz至數(shù)MHz的高頻超聲波的多頻率下振動(dòng)，疊加產(chǎn)生這些低頻超聲波和高頻超聲波。復(fù)合振子20向被檢查體3非聚焦地照射低頻超聲波，并且向被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5聚焦地照射高頻超聲波。
驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路21向復(fù)合振子20提供用于使得從復(fù)合振子20振蕩產(chǎn)生例如數(shù)kHz左右的低頻超聲波、并且使得從復(fù)合振子20振蕩產(chǎn)生例如數(shù)百kHz至數(shù)MHz的高頻超聲波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。另外，復(fù)合振子20以及驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路21形成可以在被檢查體3上施加寬帶或者多個(gè)頻率的超聲波的超聲波加壓?jiǎn)卧?。具體地講，驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路21按照預(yù)先在復(fù)合振子20的擴(kuò)大相位、即壓縮波產(chǎn)生相位上疊加了高頻信號(hào)的波形來(lái)電氣地驅(qū)動(dòng)復(fù)合振子20。由此，當(dāng)由從復(fù)合振子20施加到被檢查體3上的低頻超聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值、例如大于等于1.05氣壓的正壓時(shí)，在被檢查體3上施加來(lái)自復(fù)合振子20的高頻超聲波。
如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則復(fù)合振子20向被檢查體3非聚焦地、例如覆蓋被檢查體3整體地照射具有例如數(shù)kHz左右的低頻超聲波。低頻超聲波如圖3所示具有例如數(shù)kHz左右的正弦波波形W1，以被檢查體3的周?chē)鈿鈮?＝1個(gè)氣壓)為中心，周期性地變化成正負(fù)氣壓。
在被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5上施加了低頻超聲波的狀態(tài)下，并且在低頻超聲波的正氣壓達(dá)到例如1.05氣壓的期間中，復(fù)合振子20向被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5聚焦地照射具有例如數(shù)百kHz至數(shù)MHz的藥劑導(dǎo)入用高頻超聲波。由此，在正氣壓期間中的低頻超聲波的波形W1上疊加了藥劑導(dǎo)入用高頻超聲波的波形W2。在被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5上照射在低頻超聲波上疊加了高頻超聲波的超聲波。
其結(jié)果，可以促進(jìn)與微氣泡的相互作用。利用微氣泡崩潰時(shí)產(chǎn)生的微噴射的發(fā)生(sonoporation現(xiàn)象)，來(lái)促進(jìn)例如基因或蛋白質(zhì)、藥劑等向目標(biāo)區(qū)域(患部)5的導(dǎo)入。
如上所述，依據(jù)上述第2實(shí)施方式，設(shè)置了可以在寬帶或者多個(gè)頻率下振動(dòng)的復(fù)合振子20。由此，當(dāng)由從復(fù)合振子20施加到被檢查體3上的低頻超聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值、例如大于等于1.05氣壓的正壓時(shí)，在被檢查體3上施加來(lái)自復(fù)合振子20的高頻超聲波，從而可以起到與上述第1實(shí)施方式相同的效果。
另外，本發(fā)明不限于上述各實(shí)施方式，還可以如下變形。
在利用超聲波的藥劑導(dǎo)入中使用的微氣泡是在超聲波診斷裝置中檢測(cè)靈敏度非常高的物質(zhì)。從而，超聲波診斷用探頭預(yù)先設(shè)置在設(shè)置了高頻振子10或低頻振子9的施加器8內(nèi)。利用超聲波診斷用探頭的檢測(cè)，可以確認(rèn)被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5中的微氣泡的濃度或者到達(dá)程度。從而，在確認(rèn)了被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5中的微氣泡的濃度或者到達(dá)程度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行例如基因或蛋白質(zhì)、藥劑等的導(dǎo)入用的高頻超聲波的照射，進(jìn)而可以利用超聲波診斷裝置確認(rèn)該藥劑等的導(dǎo)入效果。
即，利用超聲波對(duì)氣泡的非常的靈敏度，一邊利用超聲波圖像確認(rèn)一邊進(jìn)行高頻超聲波的照射。由此，例如可以瞄準(zhǔn)造影劑在被檢查體3的目標(biāo)區(qū)域5中的腫瘤組織中集積的時(shí)刻，進(jìn)行更有效的藥劑導(dǎo)入。其結(jié)果，可以極大地改善治療效果，同時(shí)可以降低所使用的藥劑量。
而且，連續(xù)波的超聲波的藥劑導(dǎo)入效果比脈沖波高。我們已經(jīng)確認(rèn)通過(guò)頻率變化等可以進(jìn)一步增強(qiáng)藥劑導(dǎo)入效果。從而，在成像時(shí)，通過(guò)不使氣泡崩潰的低MI照射使氣泡分布成像，然后切換成高M(jìn)I連續(xù)照射，照射治療用超聲波。由此，可以實(shí)現(xiàn)比照射脈沖波更有效的導(dǎo)入治療。
可以利用超聲波診斷裝置中的診斷用超聲波振子作為高頻振子10。將診斷用高頻脈沖作為導(dǎo)入用脈沖提供給診斷用超聲波振子。診斷用高頻脈沖向診斷用超聲波振子的供給定時(shí)例如由驅(qū)動(dòng)定時(shí)調(diào)整電路21調(diào)整。這種情況下，超聲波診斷裝置利用不破壞微氣泡的低MI掃描儀來(lái)實(shí)施被檢查體3的患部的圖像取得。根據(jù)被檢查體3的患部的圖像進(jìn)行患部的診斷。向由高M(jìn)I掃描儀根據(jù)診斷結(jié)果設(shè)定的被檢查體3的患部照射導(dǎo)入用高頻脈沖，破壞微氣泡，從而可以促進(jìn)例如基因或蛋白質(zhì)、藥劑等的導(dǎo)入。
從低頻振子9發(fā)出的低頻超聲波例如不限于數(shù)kHz左右，例如也可以是數(shù)10Hz。
大與等于預(yù)定的正壓值、例如大于等于1.05氣壓的正壓通過(guò)低頻超聲波的照射施加到被檢查體3上，但也可以利用在生物體中或水中傳輸?shù)穆暡▉?lái)施加。
本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到其它的優(yōu)點(diǎn)和變更。因此，在廣義上本發(fā)明并不限于在這里示出和描述的特定細(xì)節(jié)和代表性的實(shí)施方式。從而，在不脫離由所附的權(quán)利要求
及其等同技術(shù)方案所限定的一般發(fā)明概念的精神或范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種超聲波藥劑導(dǎo)入方法，其特征在于，包括向被檢查體施加低頻聲波，向上述被檢查體的目標(biāo)區(qū)域施加高頻超聲波，并向上述目標(biāo)區(qū)域?qū)胨巹?br>2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的超聲波藥劑導(dǎo)入方法，其特征在于，當(dāng)由上述低頻聲波產(chǎn)生的壓力為正壓時(shí)進(jìn)行上述高頻超聲波的施加。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的超聲波藥劑導(dǎo)入方法，其特征在于，當(dāng)由上述低頻聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值時(shí)進(jìn)行上述高頻超聲波的施加。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的超聲波藥劑導(dǎo)入方法，其特征在于，當(dāng)由上述低頻聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于1.05氣壓的正壓時(shí)進(jìn)行上述高頻超聲波的施加。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的超聲波藥劑導(dǎo)入方法，其特征在于，上述低頻聲波具有數(shù)kHz，上述高頻超聲波具有數(shù)百kHz至數(shù)MHz。
6.一種超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，具備向被檢查體施加低頻聲波的低頻加壓?jiǎn)卧?；向上述被檢查體的目標(biāo)區(qū)域施加高頻超聲波的高頻加壓?jiǎn)卧?；和調(diào)整向上述被檢查體施加上述低頻聲波的定時(shí)和向上述被檢查體施加上述高頻超聲波的定時(shí)的定時(shí)調(diào)整單元，其中，通過(guò)針對(duì)上述目標(biāo)區(qū)域的、上述低頻聲波和上述高頻超聲波的施加，向上述目標(biāo)區(qū)域?qū)胨巹?br>7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，當(dāng)由上述低頻聲波產(chǎn)生的壓力為正壓時(shí)，上述定時(shí)調(diào)整單元施加上述高頻超聲波。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，當(dāng)由上述低頻聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值時(shí)，上述定時(shí)調(diào)整單元施加上述高頻超聲波。
9.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，當(dāng)由上述低頻聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于1.05氣壓的正壓時(shí)，上述定時(shí)調(diào)整單元施加上述高頻超聲波。
10.一種超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，具備至少可以向被檢查體施加寬帶或者多個(gè)頻率的聲波的超聲波加壓?jiǎn)卧?；和調(diào)整向上述被檢查體施加上述低頻聲波的定時(shí)和向上述被檢查體施加上述高頻超聲波的定時(shí)的定時(shí)調(diào)整單元，其中，通過(guò)針對(duì)上述目標(biāo)區(qū)域的、上述低頻聲波和上述高頻超聲波的施加，向上述目標(biāo)區(qū)域?qū)胨巹?br>11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，當(dāng)由上述低頻聲波產(chǎn)生的壓力為正壓時(shí)，上述定時(shí)調(diào)整單元施加上述高頻超聲波。
12.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，當(dāng)由上述低頻聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值時(shí)，上述定時(shí)調(diào)整單元施加上述高頻超聲波。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，當(dāng)由上述低頻聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于1.05氣壓的正壓時(shí)，上述定時(shí)調(diào)整單元施加上述高頻超聲波。
14.根據(jù)權(quán)利要求
6～13中任意一項(xiàng)所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，該超聲波藥劑導(dǎo)入裝置包含在至少取得上述目標(biāo)區(qū)域的信息的醫(yī)用圖像診斷裝置中。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，上述醫(yī)用圖像診斷裝置包括具有超聲波診斷裝置、MRI裝置、PET裝置的核醫(yī)學(xué)裝置、X射線CT裝置或者這些裝置的復(fù)合裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，上述醫(yī)用圖像診斷裝置顯示上述被檢查體的醫(yī)用圖像，該醫(yī)用圖像至少用于確認(rèn)上述低頻超聲波對(duì)上述目標(biāo)區(qū)域的施加的定位、上述高頻超聲波對(duì)上述目標(biāo)區(qū)域的施加的定位、上述藥劑向上述目標(biāo)區(qū)域的導(dǎo)入狀況。
17.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，上述低頻加壓?jiǎn)卧哂杏糜谙蛏鲜霰粰z查體的大范圍施加上述低頻超聲波的非聚焦型的低頻振子。
18.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，上述高頻加壓?jiǎn)卧哂杏糜诰劢股鲜龈哳l超聲波并施加到上述被檢查體上的聚焦型的高頻振子，上述高頻振子具有球面片的形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，上述低頻加壓?jiǎn)卧哂杏糜谙蛏鲜霰粰z查體的大范圍施加上述低頻聲波的非聚焦型的低頻振子，上述高頻加壓?jiǎn)卧辽倬哂?個(gè)成二維陣列形地排列了多個(gè)振子的相控陣聲源，上述各相控陣聲源分別設(shè)置在上述低頻振子的兩個(gè)端部。
20.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的超聲波藥劑導(dǎo)入裝置，其特征在于，上述超聲波加壓?jiǎn)卧哂锌稍诙鄠€(gè)頻率下振動(dòng)的復(fù)合振子。
專利摘要
本發(fā)明提供一種超聲波藥劑導(dǎo)入方法及其裝置，當(dāng)由從低頻振子施加到被檢查體上的低頻超聲波產(chǎn)生的壓力達(dá)到大于等于預(yù)定的正壓值的正壓時(shí)，在被檢查體(3)上施加來(lái)自高頻振子的高頻超聲波。
文檔編號(hào)A61B8/00GK1994256SQ200710001842
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2007年1月5日
發(fā)明者藤本克彥, 橋本敬介, 大湯重治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan