专利名称：冷冻治疗元件以及冷冻治疗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过对患部反复进行冷冻和解冻来进行患部的处置的冷冻治疗元件、以及冷冻治疗装置。
背景技术：
冷冻治疗元件利用焦耳-汤姆孙效应(Joule-Thomson effect)等对患部反复进行几次冷冻和解冻，由此使患部坏死。该治疗法称为冷冻治疗法。患部通过冷冻而以规定的范围冻结，并通过解冻而使之融化。通过将该冷冻和解冻反复进行一次(一个循环)以上、例如两次或三次而引起确实的坏死。对于冷冻了的患部，该部位处于结冰状态。结冰尺寸由脏器的种类(组织)、冷冻温度而定。在反复进行两个以上循环的情况下存在第二循环时的结冰体积比第一循环时变大的倾向。关于这种冷冻与结冰尺寸的关系，已经由本案申请人进行了下述的专利申请并已公开。在先技术文献专利文献1:日本特开2010-42231号公报
在冷冻治疗时，事先在进行充分准备的基础上，根据患部的组织和病变状态制定治疗元件的尺寸以及冷冻和解冻的时序(time sequence)等治疗计划。基于该治疗计划进行治疗。虽然在治疗中了解冷冻时的冷冻状态、即结冰状态下的结冰尺寸为好，但由于患部自身位于肺等体内的缘故，无法目视观察。因此想到与治疗同步地进行由MRI装置或CT装置实现的影像化并从该图像来判断结冰尺寸的作法。在由MRI装置或CT装置实现的影像化中，一边进行冷冻治疗一边同步地在线进行MRI测量、CT测量。但是，装置自身较大，且必须与图像处理装置组合，因此系统也不得不变得大规模。因此，希望不利用MRI装置和CT装置就能够简便且在线地测量结冰尺寸。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够满足上述要求的冷冻治疗元件以及冷冻治疗装置。而且，本发明的目的还在于，提供一种能够利用超声波来简便地检测结冰尺寸的冷冻治疗元件以及冷冻治疗装置。本发明公开了一种冷冻治疗装置，其特征在于，具有:冷冻以及解冻用的冷冻端子；和测定患部冷冻部位而求出结冰尺寸的尺寸检测机构。而且，本发明公开了一种冷冻治疗元件，具有金属制的外筒和插入在该外筒中的、冷冻以及解冻用的冷冻端子，所述冷冻治疗元件能够进行患部的冷冻和解冻的处置，其特征在于，
具有超声波振子，所述超声波振子安装在所述外筒上，且向患部冷冻部位发送超声波，并接收患部冷冻部位的尺寸检测用的来自患部冷冻部位的超声波反射波。而且，本发明公开了一种冷冻治疗元件，所述超声波振子相对于所述外筒的圆筒外周部能自由拆装。而且，本发明公开了一种冷冻治疗元件，在所述外筒的前端侧内部设有超声波传导特性比该金属弱的材质。而且，本发明公开了一种冷冻治疗装置，其特征在于，具有:冷冻治疗元件，具有金属制的外筒和插入在该外筒中的、冷冻以及解冻用的冷冻端子，所述冷冻治疗元件能够进行患部的冷冻和解冻的处置，并且，所述冷冻治疗元件具有安装在所述外筒上的超声波振子；安装在所述外筒上的超声波振子；发送机构，激励所述超声波振子而向患部冷冻部发送超声波；接收机构，从接收了来自患部冷冻部位的超声波反射波的所述振子接收反射信号；和尺寸检测机构，基于该反射信号求出患部冷冻部位的尺寸。而且，本发明公开了一种冷冻治疗装置，其特征在于，所述超声波装置具有:超声波振子； 发送机构，激励所述超声波振子而向患部冷冻部位发送超声波；接收机构，从接收了来自患部冷冻部位的超声波反射波的所述振子接收反射信号；和尺寸检测机构，基于该反射信号求出患部冷冻部位的尺寸。而且，本发明公开了一种冷冻治疗装置，其中，所述尺寸检测机构基于反射信号的振幅以及时间变化的包络线的面积而求出结冰尺寸。而且，本发明公开了一种冷冻治疗装置，其中，所述尺寸检测机构基于反射信号的振幅的峰值而求出结冰尺寸。而且，本发明公开了一种冷冻治疗装置，其中，所述尺寸检测机构基于除与从超声波振子设置位置到外筒部位的距离相当的反射信号之外的、在该反射信号之后接收的反射信号进行尺寸检测。而且，本发明公开了一种冷冻治疗装置，其特征在于，具有:冷冻治疗元件，具有金属制的外筒和插入在该外筒中的、冷冻以及解冻用的冷冻端子，所述金属制的外筒在前端侧内部设有超声波传导特性比所述金属弱的材质材料，所述冷冻治疗元件能够进行患部的冷冻和解冻的处置；安装在所述外筒上的超声波振子；为了向患部冷冻部位发出超声波而激励所述振子以向患部冷冻部位发送超声波的发送机构；向患部冷冻部发送激励信号的发送机构；接收机构，从接收了来自患部冷冻部位的超声波反射波的所述振子接收反射信号；和
尺寸检测机构，基于该反射信号求出患部冷冻部位的尺寸，并且，尺寸检测机构使用时间差来将经由所述材质材料的反射波和未经由所述材质材料的反射波区分开，并基于未经由所述材质材料的反射波的包络线的面积或者峰值来求出结冰尺寸或者直径。发明的效果根据本发明的冷冻治疗元件以及冷冻治疗装置，根据来自患部的反射信号而能够检测出结冰尺寸。而且，根据本发明的冷冻治疗元件以及冷冻治疗装置，根据反射信号的振幅包络线面积能够准确地检测出结冰尺寸。本发明的超声波振子能够拆装自如地安装在金属制的外筒的圆周上，因此具有能够在需要时进行安装以检测结冰尺寸的效果。
图1是表示本发明的冷冻治疗元件的分解图。图2是能够拆装自如地安装在冷冻治疗元件上的超声波振动装置的实施例的图。图3是对患部进行冷冻治疗的示意图。图4是表示基于冷冻的结 冰状态的图。图5是在安装有本发明的冷冻治疗元件的超声波振子时的用于超声波传播反射的等价电路图。图6是本发明的超声波的传播和其反射的说明图。图7是反射波测定例的图。图8是表示从冷冻开始到解冻为止的结冰状态的变化图。图9是表示图8的结冰状态下的反射的时序图。图10是圆筒I的其他实施例的图。图11是表不通过图10所不的圆筒I而产生的反射信号的时序图。图12是表示对应于图11的时序图的信号识别的图。图13是尺寸检测装置的实施例的图。图14是本发明的发送接收部5的具体构成例的图。图15是用于本发明的超声波激励的电路例的图。图16是尺寸检测装置的其他实施例的图。图17是本发明的基本构成图。图18是本发明的数据表例的图。
具体实施例方式图17是本发明的冷冻治疗装置的整体构成图。冷冻治疗装置由冷冻治疗元件100和结冰尺寸检测装置200构成。冷冻治疗元件100具有两种类型。第一种是，将冷冻元件(冷冻探针，下同)插入至成为外筒的金属制或塑料制圆筒中并与圆筒一体化的例子。第二种是，不使用外筒而仅使用冷冻元件的例子。在此，所谓冷冻元件，具有使冷冻气体和解冻气体交替进入内部而对与外筒或者冷冻元件接触的被检测体患部进行冷冻和解冻以使患部坏死的功能。第一种类型多用在从体外对被检测体进行穿刺的使用中，关于第二种类型，有对被检测体的患部进行手术而使其局部或全面地成为开放状态并对该患部进行穿刺的使用例、以及如腹腔镜手术那样在被检测体上开设小孔并从该孔插入而对患部进行穿刺的使用例。第一种类型是无法目视的事例的使用例，第二种类型是能够以某种程度目视刺穿状态的状态下的使用例。另外，由于第一种类型是将冷冻元件插入至外筒内来使用的例子，所以对于冷冻元件在使用中破损、冷冻气体或解冻气体的外部泄漏而言，第一种类型是对被检测体更安全的元件。因此，即使在能够以某种程度目视穿刺状态的状态下也能够使用。结冰尺寸检测装置200是对被检测体的患部冷冻部位的结冰尺寸进行检测的装置。结冰尺寸检测装置200具有X射线CT装置、MRI装置、超声波诊断装置等图像诊断装置的例子，还具有将超声波振子安装在后述的冷冻治疗元件100上且将结冰尺寸检测装置与该振子连接来检测结冰尺寸的超声波装置的例子。在此，所谓结冰尺寸，包括结冰直径、结冰面积和结冰体积。在前者的使用图像诊断装置的例子中，随着冷冻的进行而实时地检测结冰尺寸。例如，在使用X射线CT装置时，在冷冻中(也包含解冻中)一边照射X射线一边对患部进行透视或者断层拍摄。从通过该拍摄所得的透视数据或者断层图像数据中求出结冰尺寸。在使用MRI装置时，在冷冻中进行MRI拍摄而得到断层图像数据，并由此求出结冰尺寸。在使用超声波诊断装置时，在冷冻中进行超声波照射而得到透视数据或者断层图像数据。从该透视数据或者断层图像数据中求出结冰尺寸。关于冷冻中的上述拍摄(X射线、MR1、超声波)，有在冷冻中连续地进行拍摄的例子、和不连续(间歇)地 进行的例子。另外，对于在冷冻中仅进行一次结冰尺寸检测的例子，仅在该一次的时刻进行上述拍摄。但是，若拍摄目的是对冷冻中的冷冻元件的行进进行监测，或是对与其他的相邻脏器的配置关系进行监视的话，则会在冷冻中持续拍摄。而且，在需要检测结冰尺寸时，只要进行结冰尺寸检测的数据处理即可。基于透视数据或者断层图像数据的结冰尺寸检测具有这样的作法:对显示画面的透视图像或者断层图像进行目视观察，且使用鼠标等以半手动操作(人机操作)来进行。作为其他方法，还有自动地求出的方法。例如，仅对结冰部位自动地进行检测，并从该检测到的结冰部位来检测结冰尺寸。结冰部位和非结冰部位的像素数据的大小不同。结冰部位的像素数据与非结冰部位的像素数据相比，像素值较大。因此，设定能够识别二者的阈值，并选择属于结冰部位的像素数据。该像素数据组表示结冰部位。结冰尺寸能够从该结冰部位求出。 关于结冰尺寸检测法，说明了由透视数据或断层图像数据来求出的例子，但是，在利用超声波的情况下，还具有根据反射波信号的包络线来检测的方法。该利用包络线的检测法为，仅识别来自结冰部位的反射信号，且根据该识别到的反射信号的包络线来求出结冰尺寸。下面说明利用了包络线的结冰尺寸检测法。结冰尺寸能够通过超声波发送波的能量与来自结冰部位的超声波反射接收波的能量的比例而确定。超声波能量由其波形与其时间宽度之积而确定。超声波发送波是突发波、脉冲波、正弦波等三角函数等，其时间宽度和波形预先已经知晓。另一方面，来自结冰部位的超声波反射波由作为对象的治疗部位的组织和病状(病体)、结冰尺寸而定，其通过测定而获得。当使超声波发送波的能量为E1，超声波接收波的能量为E2时，应该求出的结冰尺寸S为〔数式I〕S = K(E2/E1)在此，当使发送波为V1 (t)，其时间宽度为\ \_，使接收波为V2 (t)，其时间宽度为tm tn时，E1^ E2为如下所述。其中，k为校正系数,通常k = I,但其数值由病灶部位(胸、肾脏、肝脏等脏器)和病状而定。〔数式2〕
权利要求
1.一种冷冻治疗装置，其特征在于，具有:冷冻以及解冻用的冷冻端子；和测定患部冷冻部位而求出结冰尺寸的尺寸检测机构。
2.—种冷冻治疗装置，其特征在于，具有: 冷冻治疗元件，具有金属制的外筒和插入在该外筒中的、被检测体患部的冷冻以及解冻用的冷冻端子，所述冷冻治疗元件能够进行患部的冷冻和解冻的处置；和 超声波装置，向患部冷冻部位发送超声波并接收来自患部冷冻部位的超声波反射波，并检测结冰尺寸。
3.根据权利要求2所述的冷冻治疗装置，其特征在于， 所述超声波装置具有: 超声波振子； 发送机构，激励所述超声波振子而向患部冷冻部位发送超声波； 接收机构，从接收了来自患部冷冻部位的超声波反射波的所述振子接收反射信号；和 尺寸检测机构，基于该反射信号求出患部冷冻部位的尺寸。
4.根据权利要求3所述的冷冻治疗装置，其特征在于， 所述尺寸检测机构基于反射信号的振幅以及时间变化的包络线的面积而求出结冰尺寸。
5.根据权利要求3所述的冷冻治疗装置，其特征在于， 所述尺寸检测机构基于反射信号的振幅的峰值而求出结冰尺寸。
6.一种冷冻治疗元件，具有金属制的外筒和插入在该外筒中的、冷冻以及解冻用的冷冻端子，所述冷冻治疗元件能够进行患部的冷冻和解冻的处置，其特征在于， 具有超声波振子，所述超声波振子安装在所述外筒上，且向患部冷冻部位发送超声波，并接收患部冷冻部位的尺寸检测用的来自患部冷冻部位的超声波反射波。
7.根据权利要求6所述的冷冻治疗元件，其特征在于， 所述超声波振子相对于所述外筒的圆筒外周部能自由拆装。
8.根据权利要求6或7所述的冷冻治疗元件，其特征在于， 在所述外筒的前端侧内部设有超声波传导特性比该金属弱的材质。
9.一种冷冻治疗装置，其特征在于，具有: 冷冻治疗元件，具有金属制的外筒和插入在该外筒中的、冷冻以及解冻用的冷冻端子，所述冷冻治疗元件能够进行患部的冷冻和解冻的处置，并且，所述冷冻治疗元件具有安装在所述外筒上的超声波振子； 安装在所述外筒上的超声波振子； 发送机构，激励所述超声波振子而向患部冷冻部发送超声波； 接收机构，从接收了来自患部冷冻部位的超声波反射波的所述振子接收反射信号；和 尺寸检测机构，基于该反射信号求出患部冷冻部位的尺寸。
10.根据权利要求9所述的冷冻治疗装置，其特征在于， 所述尺寸检测机构基于反射信号的振幅以及时间变化的包络线的面积而求出结冰尺寸。
11.根据权利要求9所述的冷冻治疗装置，其特征在于， 所述尺寸检测机构基于反射信号的振幅的峰值而求出结冰直径。
12.根据权利要求10或11所述的冷冻治疗装置，其特征在于， 所述尺寸检测机构基于除与从超声波振子设置位置到外筒部位的距离相当的反射信号之外的、在该反射信号之后接收的反射信号进行尺寸检测。
13.—种冷冻治疗装置，其特征在于，具有: 冷冻治疗元件，具有金属制的外筒和插入在该外筒中的、冷冻以及解冻用的冷冻端子，所述金属制的外筒在前端侧内部设有超声波传导特性比所述金属弱的材质材料，所述冷冻治疗元件能够进行患部的冷冻和解冻的处置； 安装在所述外筒上的超声波振子； 为了向患部冷冻部位发出超声波而激励所述振子以向患部冷冻部位发送超声波的发送机构； 向患部冷冻部发送激励信号的发送机构； 接收机构 ，从接收了来自患部冷冻部位的超声波反射波的所述振子接收反射信号；和 尺寸检测机构，基于该反射信号求出患部冷冻部位的尺寸，并且， 尺寸检测机构使用时间差来将经由所述材质材料的反射波和未经由所述材质材料的反射波区分开，并基于未经由所述材质材料的反射波的包络线的面积或者峰值来求出结冰尺寸或者直径。
全文摘要
本发明提供冷冻治疗元件以及冷冻治疗装置。冷冻治疗元件是通过反复进行冷冻和解冻而使患部坏死由此进行患部治疗的元件。冷冻了的患部成为结冰状态，使用MRI和X射线CT装置对其进行监视。但是希望能够更简便、确实、准确地检测出结冰状态。冷冻治疗元件由金属制的圆筒(1)和插入在其内部的冷冻端子(3)构成。通过使冷冻气体在冷冻端子(3)中流动而进行患部冷冻，并通过使解冻气体流动而将患部的冷冻解冻。在圆筒(1)的圆周外周面上能自由拆装地安装有超声波振子(4)。使超声波从超声波振子(4)发出，并接收从患部的结冰部位与正常组织的边界反射的反射波。该发送接收通过发送接收部(5)进行。将由发送接收部(5)接收的反射部信号的时刻和振幅存储至存储器(22)。处理部(23)由该数据求出振幅的包络线面积，由此计算出结冰尺寸。
文档编号A61F7/00GK103079488SQ20118003872
公开日2013年5月1日 申请日期2011年6月2日 优先权日2010年8月6日
发明者岩田完成, 岩田靖, 川村雅文, 中塚诚之 申请人:Dgs计算机株式会社