JP2001190587A - 超音波治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 治療用超音波のエネルギ分布を立体表示して
超音波治療のガイドや治療進捗情報を表示可能な超音波
治療装置を提供する。 【解決手段】 超音波プローブ３２にて治療対象部位の
超音波断層像を得て超音波断層像表示部２４にて表示す
る。この超音波断層像に治療用超音波の照射時間、強
度、生体組織のパラメータ等に基づいて超音波エネルギ
分布の状態を３次元情報表示部２３にて立体表示する。
また、治療対象部位の温度分布をエネルギ分布演算部２
１にて演算し３次元情報表示部２３にて立体表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、治療対象部位に超
音波を照射して治療を行う超音波治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】集束した超音波（治療用超音波）を患者
の体内に存在する癌等の患部に照射して、この患部を加
熱して治療を行う装置として、超音波治療装置が提案さ
れている。超音波治療装置では、集束超音波を体内の患
部領域に照射することにより、その領域を８０℃以上に
加熱し、癌細胞の蛋白質変性により壊死させて治療を行
う。

【０００３】このとき、目的領域に投入される治療用超
音波の超音波エネルギが少ない場合は、十分な加熱が行
われず、十分な治療効果が得られない可能性が生じる。
また、この超音波エネルギが意図した以上に多すぎる場
合、患部周辺の正常細胞まで加熱してしまったり過剰な
加熱をしてしまい、意図した以外の影響を及ぼす可能性
もある。

【０００４】このため、従来においては超音波治療の精
度を向上するために、照射した治療用超音波のエネルギ
分布や温度分布を把握することが非常に重要となる。特
に、治療対象となる患部が一回あたりの超音波の照射で
焼灼できるサイズより大きく、複数回の照射を行う際に
は投入した総エネルギ分布や治療用超音波の照射によっ
て生じた温度分布を把握することは重要となる。例え
ば、複数回の照射を行う際には、初めの照射による温度
分布が次の照射に影響を与えるため、この照射により生
じる温度分布は、単純に一回あたりの照射によって生じ
る温度分布の足し合わせとはならない。

【０００５】超音波の集束領域に対して治療用超音波が
入射してくる経路に存在する正常細胞組織では、繰り返
しの照射により複数回にわたり治療用超音波が照射され
る領域が存在する。一回のみの照射では、この正常細胞
組織の領域における温度上昇は極わずかなため、細胞に
与える影響は少ないと考えられる。しかし複数回の照射
においては、繰り返し治療用超音波が投入されるため、
これらの正常細胞組織の領域も徐々に温度が上昇してゆ
く。

【０００６】従来では、これらの問題を排除するために
温度分布を正確に把握して、治療用の超音波の照射を正
確に制御する方法が考案されている。

【０００７】例えば、このような超音波による加熱治療
を行う際の体内の温度分布を把握する方法として、平成
６年第３００９１０号公報ではＭＲＩやＸ線ＣＴを用い
て超音波照射領域の温度分布を計測しながら治療を行う
方法が述べられている。また、昭和６３年第５５３３４
号公報では超音波画像診断装置を適用して加温後の生体
内の温度分布を計測する方法が提案されている。

【０００８】また正確な照射を行う方法として、平成７
年第４７０７９号公報では治療前にＭＲＩやＸ線ＣＴで
患部周辺領域の３次元画像（ボリューム像）を撮影し、
そのデータ上で治療用超音波の照射シュミレーションを
行い、超音波治療効果（変性領域）をその３次元画像上
に合成表示して確認する方法が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のような超音波治
療装置を用いて超音波治療を行うには以下のような解決
すべき課題がある。

【００１０】例えば、Ｘ線ＣＴではリアルタイムに被検
体の患部組織部分の温度分布を測定することが可能であ
るが、その一方で患者や術者の被曝に対する対策を講じ
なければならない。また、ＭＲＩを用いた場合には比較
的長い撮影時間が必要なため、瞬時に患部組織部分の温
度が上昇するような治療用超音波の照射法を用いる場合
には、患部の温度変化をリアルタイムで表示することが
できないため適さない。

【００１１】さらに、これらＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置
は大型であるため、超音波焼灼治療を行うための部屋、
例えば手術室などへ導入するのは困難であり、また、設
置した場合にも患者がそれら装置のガントリに入ってい
るため、超音波焼灼治療に要する作業性が非常に悪いと
いった問題がある。

【００１２】また、超音波診断装置を用いた温度計測法
に関しては、現在のところ空間分解能が十分ではなく集
束超音波を用いた加熱治療に適用するのは困難である。

【００１３】また、予期される蛋白質変性領域を表示し
て超音波照射の際のガイドとしても、繰り返し治療用超
音波が投入された領域への影響を予測することは困難で
ある。

【００１４】また、患部周辺領域の３次元断層データに
基づいて、超音波治療前に照射シュミレーションを行っ
た後に治療を開始する方法においては、治療用超音波の
発生源が機械式のアームなどで固定されている場合に
は、シュミレーションとほぼ対応した治療結果が得られ
る、と考えられる。しかしながら、治療用超音波の発生
源を術者の手で保持する方式の超音波治療装置では、シ
ュミレーションと実際の治療では超音波の照射位置が変
わった場合にはシュミレーションで想定した治療効果を
期待した通りに得られない可能性がある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１においては、治療用超音波を発生さ
せるための超音波発生源を備えた超音波アプリケータを
有する超音波治療装置において、前記超音波発生源を用
いて被検体内に投入される超音波エネルギの３次元空間
における分布を求め投入エネルギ分布として記憶する記
憶手段と、この記憶手段に記憶された投入エネルギ分布
を表示する表示手段とを備えることを特徴とする超音波
治療装置をもって解決手段とする。

【００１６】また、請求項２に記載の本発明によれば、
前記投入エネルギ分布は、超音波の周波数、強度分布、
照射時間、照射対象部位の超音波減衰率、照射対象部位
の深さの各パラメータのうち少なくとも一つ以上に基づ
いた演算により求めることを特徴とする請求項１記載の
超音波治療装置をもって解決手段とする。

【００１７】また、請求項３に記載の本発明によれば、
前記表示手段は、前記超音波の被検体内へ照射された投
入エネルギ分布情報を逐次に表示することにより照射対
象を案内する照射ガイド手段となることを特徴とする請
求項１または２のいずれか一方に記載の超音波治療装置
をもって解決手段とする。

【００１８】また、請求項４に記載の本発明によれば、
前記超音波アプリケータは、前記超音波の照射対象を観
察するための超音波断層像を得る超音波プローブを備え
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超
音波治療装置をもって解決手段とする。

【００１９】また、請求項５に記載の本発明によれば、
前記表示手段は、前記超音波プローブにより描出された
超音波断層像に対し前記投入エネルギ分布情報を重ねて
表示可能なことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
つに記載の超音波治療装置をもって解決手段とする。

【００２０】また、請求項６に記載の本発明によれば、
前記表示手段は、前記超音波が集束する焦点領域の超音
波強度分布を表示して超音波照射領域を示すマーカとし
て表示可能なマーカ表示手段となること特徴とする請求
項１〜５のいずれか１つに記載の超音波治療装置をもっ
て解決手段とする。

【００２１】また、請求項７に記載の本発明によれば、
前記表示手段は、外部から入力された外部入力画像デー
タと前記超音波の投入エネルギ分布とを重ねて表示可能
なことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載
の超音波治療装置をもって解決手段とする。

【００２２】また、請求項８に記載の本発明によれば、
前記記憶手段は、前記投入エネルギ分布情報に基づいて
被検体内における温度分布を演算により求めて温度分布
情報として記憶する温度分布情報記憶手段と、前記温度
分布情報記憶手段に記憶された前記温度分布情報を表示
する温度分布表示手段とを備える請求項１〜７のいずれ
か１つに記載の超音波治療装置をもって解決手段とす
る。

【００２３】また、請求項９に記載の本発明によれば、
前記温度分布表示手段は、前記超音波プローブで得た超
音波断層像と前記温度分布情報とを重ねて表示可能なこ
とを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の超
音波治療装置をもって解決手段とする。

【００２４】また、請求項１０に記載の本発明によれ
ば、前記投入エネルギ分布情報、前記温度分布情報、前
記超音波断層像、前記外部入力画像データのうちの少な
くとも２つ以上の情報を、それぞれが有する座標情報を
互いに対応付けしてそれぞれ記憶する座標情報記憶手段
と、前記座標情報記憶手段に記憶された少なくとも２つ
以上の情報を互いに組み合わせて表示可能な組み合わせ
表示手段とを備えることを特徴とする請求項１〜９のい
ずれか１つに記載の超音波治療装置をもって解決手段と
する。

【００２５】また、請求項１１に記載の本発明によれ
ば、一時中断された超音波の照射を再開して残りの治療
を行う際において、中断前までに記憶された前記エネル
ギ分布情報に基づいて照射再開後に必要な照射エネルギ
量を演算する残りエネルギ量演算手段と、この残りエネ
ルギ量演算手段の結果に応じて残りの治療に応じた照射
の制御を行う残り照射制御手段とからなる照射再開手段
を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１
つに記載の超音波治療装置をもって解決手段とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て以下に図を用いて説明する。なお、以下の説明で用い
る「３次元」は「立体空間」を意味する。

【００２７】図１は、本発明の第１の実施の形態による
超音波治療装置の構成を説明するための概略図を示す。
また図２は、本発明の第１の実施の形態による超音波ア
プリケータを説明するための概略構成図である。

【００２８】まず、図１に示される超音波治療装置１の
構成は、治療用超音波の照射を行う超音波アプリケータ
１１と、超音波アプリケータ１１に脱気水を循環させる
水回路１２と、超音波アプリケータ１１の内部に備わる
図示しない超音波発生源にエネルギを供給する駆動波形
供給部１３と、患者データや治療用超音波の照射条件な
どの入力を行うデータ入力部１４と、治療用超音波の照
射制御等に必要な装置の操作を行う操作部１５と、超音
波の照射情報を記憶する照射情報記憶部１６と、治療領
域の画像情報を得るための超音波画像診断部１８と、超
音波治療装置全体を統括し制御するシステム制御部１７
と、超音波アプリケータ１１の傾きを含む３次元空間的
な位置を検出する３次元位置検出部２０と、投入エネル
ギ分布や温度分布データの計算を行うエネルギ分布演算
部２１と、３次元ボリューム画像と治療用超音波の投入
エネルギ分布状態とを合成する画像合成部２２と、患部
周辺の超音波断層像や治療用超音波のエネルギ分布の３
次元空間的位置情報を表示する３次元情報表示部２３
と、主に２次元の超音波断層像を表示する超音波画像表
示部２４と、画像情報や総投入エネルギ分布および治療
記録などを記憶するデータ記憶部２５と、各種データの
読み込みや記憶等を行う外部記憶装置２６と、外部ネッ
トワークを用いてデータの転送を行うデータ転送部２７
とからなる。

【００２９】また、図２に示される超音波アプリケータ
１１の構成は、治療用超音波の発生源である超音波振動
子３１と、超音波断層像を描出するための超音波プロー
ブ３２と、超音波振動子３１から照射された治療用超音
波を生体組織に伝搬するためのカップリング部３３と、
超音波アプリケータ１１の傾きを含む３次元位置情報を
信号として出力する３次元位置センサ３４と、超音波振
動子３１とカップリング部３３との間に満たされて治療
用超音波を伝播する脱気水３０とからなる。

【００３０】まず、第１の実施の形態による超音波治療
装置を用いる超音波治療において、この超音波治療を行
う前に超音波アプリケータ１１に内蔵された超音波プロ
ーブ３２により患部の診断を行う。この際、治療用超音
波の照射による超音波エネルギ分布を表示するための３
次元空間上の原点を決める。超音波断層像３６には集束
超音波の集束点領域に図３に示されるような焦点マーカ
３５が表示されている。この焦点マーカ３５は超音波の
強度分布より想定される１回あたりの照射で焼灼される
領域を模擬的にあらわしている。

【００３１】この焦点マーカ３５の中心部を３次元空間
の原点を決めるための位置計測点の基準とする。患部の
診断を行い焼灼対象である例えば腫瘍の中心部が含まれ
る断面に超音波断層像を合わせる。そして、焦点マーカ
３５の中心点を腫瘍中心部に合わせる。この状態で３次
元空間の原点設定を行う。

【００３２】ここで図４に参照されるように、このとき
の超音波断層像の断面がＹＺ平面、焦点マーカの中心点
が原点に設定される。原点設定が行われた後は、超音波
断層像は３次元位置センサ３４が検出した超音波アプリ
ケータの傾き、方向、位置をもとに図４のように表現さ
れ、３次元画像表示部２３に表示される。超音波画像表
示部２４では図３のように通常の超音波断層像が表示さ
れる。

【００３３】次に、３次元空間上で焼灼対象である腫瘍
サイズを計測する。はじめに、図４を参照してＹＺ平面
上にほぼ対応する位置に超音波断層像を合わせる。そし
て、図５のように腫瘍３７のサイズを超音波断層像３６
上で操作部１５を介してマーキング３８を入力し、腫瘍
３６の大まかな形状を入力する。この際、横方向と縦方
向以外にも腫瘍の輪郭に沿ってさらにマーキング３８を
追加することにより、より正確な腫瘍サイズの計測が行
われる。

【００３４】次に、図５のＹＺ平面と直交したＸＺ平面
に対して、ほぼ対応する位置に超音波断層像３６を合わ
せて、同様にマーキング３８を配置することにより腫瘍
サイズの計測を行う。直交２断面により腫瘍サイズの計
測を行い、その計測データに基づいて画像表示を行う
と、３次元画像上で腫瘍を模擬的にあらわすことができ
る。この際、計測された腫瘍サイズから腫瘍形状を模擬
的に球形や楕円球形の腫瘍モデルで表すことで腫瘍の大
まかな形状を捉えることができ、例えば図６に示す腫瘍
輪郭３９のように表示する。

【００３５】また、腫瘍サイズの計測をより多くの断面
で行い、さらに、その断面上で腫瘍形状のマーキング３
８をより細かく多く配置することにより、３次元画像上
に表される腫瘍モデルの形状をより正確なものとするこ
とができる。腫瘍サイズの計測は、治療対象部位および
必要性に応じて術者が選択、追加を行うことができる。
また、超音波画像上の腫瘍が画像処理により抽出可能な
ものである場合には、患部付近の超音波断層像を連続的
に撮り、その結果から腫瘍サイズを自動抽出して腫瘍モ
デルとして３次元画像上に表現しても良い。

【００３６】以上の操作を経て診断が終了すると、実際
に治療用超音波を照射する治療に入る。治療モードでも
診断モードと同様に超音波断層像が３次元空間上に表示
される。この際、腫瘍モデルは超音波断層像上において
腫瘍輪郭３９として表示される。

【００３７】なお、焦点マーカとしては、術者の好みや
目的によりマーカの表示形式を選択できるようにしても
良い。例えば、図７（ａ）のように１回の照射で焼灼さ
れる領域の輪郭４５のみをあらわしたものや、あるいは
図７（ｂ）のように計測目盛４６を同時に表示すること
も可能である。あるいは図７（ｃ）のように治療用超音
波の強度分布４０を表示して、またこの強度分布４０を
所定の閾値に基づいて段階的に表示することもできる。
この段階的な表示は、例えば色分けや色の濃さなどで識
別可能に表示され、高強度部分４０ａ、中強度部分４０
ｂ、低強度部分４０ｃといったような識別表示が可能で
ある。操作者はこれらの表示形式の中から必要に応じて
選択することができ、もちろん複数種類の表示形式を同
時に表示しても良い。

【００３８】このような図７に示すような表示は超音波
の照射強度、照射時間、照射対象深さ、照射組織等の条
件に応じて変えることができる。

【００３９】次に、治療用超音波の照射位置の決定を行
うが、本発明の第１の実施の形態では、対象とする腫瘍
中心部より焼灼を始める場合を一つの例として説明す
る。治療用超音波の照射は、その治療目的や対象部位に
応じて焼灼手順を任意に変更することもできる。

【００４０】まず、超音波断層像と焦点マーカを腫瘍中
心部に合わせる。次に、治療用超音波の照射スイッチを
操作することにより治療用超音波の照射が開始される。
治療用超音波の照射が開始されると、投入されている治
療用超音波のエネルギ分布がリアルタイムに表示され
る。ここで、治療用超音波のエネルギとは治療用超音波
の強度と、照射時間の積で表される。具体的には３次元
情報表示部２３及び超音波画像表示部２４において、そ
れぞれ図８（ａ）、図８（ｂ）のようにエネルギ分布が
示される。

【００４１】ここで、エネルギ分布は３次元空間データ
として記憶されるので、例えば超音波断層像の断面位置
を図９に示すように任意の方向に移動させると、立体表
示された治療用超音波のエネルギ分布の立体的な形状を
観察することができる。このように、３次元情報表示部
２３には３次元空間上の超音波断層像上に対して、こう
して計測した腫瘍の輪郭及び投入された治療用超音波の
エネルギ分布が重ね合わされて立体表示される。ここ
で、エネルギ分布は色の違いにより表したり、等高線な
どを用いて表示され、これらのデータは任意に切り替
え、選択して表示することができる。

【００４２】例えば、図８（ａ）、図８（ｂ）に示され
るように、超音波断層像３６とエネルギ分布４１のみを
示すこともできるし、超音波断層像３６と計測した腫瘍
の腫瘍輪郭３９のみを示すこともできる。また、超音波
断層像３６を一時的に消して、腫瘍輪郭３９と投入した
エネルギ分布４１のみを示すこともできる。さらに、エ
ネルギ分布４１はある閥値を設定して、その閾値以上に
エネルギが投入された部分のみを示すこともでき、その
輪郭のみを超音波断層像３６に重ねて表示しても良い。
表示するデータの切り替えや任意の表示選択が可能なこ
とから、術者は必要な情報に基づいて超音波治療の進捗
を確認でき、あるいは次の超音波照射位置や照射強度な
らびに照射時間を検討することができる。

【００４３】また、３次元情報表示部２３に表示される
ＸＹＺ座標空間は、任意の方向に回転させることが可能
であり、エネルギー分布と患部の位置関係を任意の方向
から把握することが可能である。

【００４４】このようにして１回目の照射が終わると、
２回目の照射に入る。１回目の照射における治療用超音
波のエネルギ分布３９の立体表示をガイドとして、２回
目における治療用超音波の照射位置、照射強度、照射時
間を決定した後に、治療用超音波の照射を行う。ここ
で、再び、治療用超音波の照射と同時に投入された治療
用超音波のエネルギ分布がリアルタイムに画面上に立体
表示されていく。このとき、２回目のエネルギ分布の立
体表示は１回目のエネルギ分布の立体表示に加えて表示
される。すなわち、１回目の照射においても２回目の照
射においても治療用超音波が投入される領域ではそれら
の超音波エネルギの和がエネルギ分布として表示され
る。

【００４５】治療用超音波の照射位置は焦点マーカやエ
ネルギ分布表示で確認できるが、焦点マーカの中心点の
位置は座標として、常に表示しても良い。表示方法とし
てはリアルタイムに表示する部分と、照射開始時の位置
を表示する部分とに別けてもよい。繰り返し照射を行う
際に、照射開始時の位置を履歴情報として表示しておく
ことにより、新たな照射を行う前に前回の照射開始の位
置が座標として示されるため、次の照射位置を決める目
安となる。また、その照射を行う前の照射開始位置と現
在の焦点マーカ中心部の位置との距離を表示できるの
で、照射位置の決定がより容易に行うことができる。以
降、腫瘍領域を完全に焼灼するまで照射を同様に繰り返
し行っていく。

【００４６】このようにして治療用超音波の照射を繰り
返すが、治療中に患者の体動や呼吸性移動により照射対
象の患部領域が移動してしまう恐れのある場合は、図１
０に示されるように被検体５４において、患部５２の近
傍の体表５３に少なくとも１個以上の３次元位置センサ
５０を取り付けて、患部５２の移動を検出する。この検
出された移動を３次元位置情報に反映させることによ
り、原点として設定された部分が常に３次元空間上の原
点となるように補正することが可能となる。これによ
り、治療過程において患部５２の移動が生じても超音波
アプリケータ５１と患部との正確な位置関係を把握する
ことができ、正確な治療が可能となる。

【００４７】また、患部領域の腫瘍焼灼の目安として
は、計測した腫瘍の輪郭が、十分に蛋白質変性を生じ得
るエネルギ量の表示領域内に完全に含まれていることが
一つの目安になる。例えば、図１１のような状態が、腫
瘍全体において観察されれば、治療が完了したと見なす
ことができる。図１１は、３９が腫瘍輪郭、４１がある
閾値以上にエネルギが投入された領域、４１ｃが低エネ
ルギ領域、４１ｂが中エネルギ領域、４１ａが高エネル
ギ領域を示す。

【００４８】ここまでで、一連の超音波治療の流れを説
明したが、以上の構成に加えて次のような警告機能を持
たせることもできる。この構成では総投入エネルギ分布
を常に計算して表示しているので、ある治療用超音波の
照射対象領域に許容値以上の超音波エネルギが投入され
たときに警告を発したり、あるいは治療用超音波の強度
を低下させたり、また照射を中止することもできる。

【００４９】例えば一部の領域に超音波エネルギを照射
しつづけると、その領域の温度が１００℃を超えて上昇
してしまうため、水分が突沸する場合がある。そのた
め、警告機能を設けることにより、そのような許容値以
上のエネルギの投入を未然に防ぐことができ、より正確
で安全な治療を行うことができる。

【００５０】本実施の形態では、投入したエネルギ分布
を３次元データとして記憶し、表示したが、エネルギ分
布のデータに基づいて温度分布を演算により求めること
も可能である。治療用超音波を照射している組織の超音
波吸収率、熱伝導率が分かれば、治療用超音波の照射深
さと投入されたエネルギが３次元空間上のエネルギ分布
情報から知り得るので、生体熱輸送方程式等を用いるこ
とにより３次元空間上の温度分布を計算することができ
る。

【００５１】本実施の形態による超音波治療装置では、
エネルギ分布の和を記録しているので、３次元空間にお
ける所定の単位時間ごとに投入された超音波エネルギを
求める。この超音波エネルギの値により単位時間ごとの
温度変化を演算して求めることができ、この演算結果に
基づいて温度分布をリアルタイムに表示することができ
る。生体組織の超音波吸収率や熱伝導率といった演算に
必要なパラメータ値はデータ入力部１４を介して入力し
設定できる。また予めデータ記憶部２５に予期し得る治
療対象となる各組織ごとにパラメータ値を予め記憶し、
演算に用いることもできる。また、超音波断層像の画像
データより例えば濃淡値の変化をパラメータ値として用
いて演算を行っても良い。

【００５２】また、治療対象部位の超音波吸収率や組織
の熱伝導率は、一般に温度が上昇し蛋白質変性が進むに
連れて変化していくが、この温度上昇に対応してパラメ
ータ値として入力したり、あるいは予め記憶させておい
たパラメータ値から温度変化に応じて読み込んで演算す
ることができる。このようにして、３次元空間上の温度
分布を表示することにより、患部の変性状態に関するよ
り正確な情報を提供することができ、治療精度を向上す
ることができる。温度分布を表示する際は温度によって
色を変えても良いし、等温線等で表示しても良い。ま
た、ある閥値を設定してその温度以上の領域の輪郭を表
示しても良い。エネルギ分布、温度分布の表示は任意に
切り替えおよび選択ができる。

【００５３】治療終了時には３次元空間上のエネルギ分
布、温度分布、腫瘍輪郭情報、超音波断層像情報を治療
記録としてデータ記憶部２５に保存することができる。
この際、エネルギ分布、温度分布、腫瘍輪郭情報、画像
データは空間位置情報を伴って記憶され、互いに空間座
標上での対応がつくようになっている。これにより、術
後に患部の診察を行い診断する際に、投入エネルギと患
部との状態の対応を明確に行え、診断や治療効果判定が
確実に行われる。また、治療効果を治療データとして正
確に記録することができるので、その後の治療にも参考
データとして役立てることができる。記録した治療デー
タは外部記憶装置２６を用いて、フロッピーディスクや
ＭＯ、ＣＤ−Ｒなどのメディアに転送して保存すること
ができる。また、データ転送部２７を用いて外部データ
ベースに転送して保存することができる。逆にデータ転
送部２７より外部データベースにアクセスして過去の治
療データを読み込み、治療前に参照することもできる。

【００５４】本発明の第１の実施の形態では、腫瘍の大
きさを計測して患部の診察を終了した後に治療に入った
が、治療前に超音波照射のシュミレーションを行うこと
もできる。その際、超音波断層像より事前に抽出した腫
瘍に相当する焼灼部分の輪郭（腫瘍モデル）を用いる。
そして、実際には治療用超音波の照射は行わないが、そ
の腫瘍モデルに対して３次元画像上で仮想的に治療用超
音波照射を行った場合の演算を行う。

【００５５】仮想的な照射は操作部１５の図示しないマ
ウスなどの外部入力装置により条件設定やパラメータ値
を入力して演算を行っても良いし、あるいは実際の操作
手技を模擬して超音波アプリケータを超音波用ファント
ムに押し当てながら行っても良い。または、実際には照
射は行わないが、治療対象患部そのものにアプリケータ
を押し当てながら行っても良い。この場合も、実際の照
射と同じようにエネルギ分布の総和が３次元画像上に表
示されていく。そして治療の場合と同様に、腫瘍モデル
に疑似照射を繰り返していく。このシュミレーションを
行うことによって、どのような位置から何回ぐらい照射
を行えば治療が完了するのかを治療の前に知ることがで
きる。このシュミレーション結果により確度の高い治療
を行うことが可能となる。また、シュミレーションにお
いても温度分布を計算して表示することができる。

【００５６】次に本発明の第２実施例について説明す
る。

【００５７】図１２には、本発明の第２の実施の形態に
よる超音波治療装置を説明するための概略構成を示す。
この構成は第１の実施の形態の図１で示された構成に対
して、３次元画像データの比較・識別を行う画像識別部
２８を追加したものである。

【００５８】まずはじめに、治療前にＸ線ＣＴやＭＲＩ
により患部周辺の３次元画像データを取得する。次に、
取得した３次元画像データは外部記憶装置２６またはデ
ータ転送部２７を用いてデータ記憶部２５に読み込まれ
る。外部記憶装置２７を用いる際にはＭＯなどのメディ
アからデータを読み込み、あるいはデータ転送部２７を
利用する場合は画像情報データを記憶している外部デー
タベース等からデータを読み込む。

【００５９】次に、超音波アプリケータ１１に備えられ
た画像診断用の超音波プローブを用いて患部の診断を行
う。超音波アプリケータ１１には３次元位置センサ３４
（図２参照。）が内蔵されているので、３次元位置検出
部２０で超音波断層像の位置を検出・記憶できる。この
ため、患部周辺の超音波断層像を連続的に撮影すると、
位置情報を基に超音波断層像のデータを３次元空間上の
座標位置に対応付けて記憶することができる。

【００６０】次に、第１の実施の形態と同様に３次元空
間上で原点を決定する。例えば、腫瘍中心部を原点とす
る場合には、焦点マーカの中心部を腫瘍中心部に合わせ
て、図示しない原点設定ボタンを押す。これによって、
３次元空間上で原点が設定される。この原点が設定され
た３次元空間上の超音波診断データとデータ記憶部２５
に記憶されたＸ線ＣＴやＭＲＩで撮影した３次元画像デ
ータとの位置合わせを画像識別部２８により行う。

【００６１】この画像識別部２８では、これらの３次元
画像データの特徴部位、例えば、血管、臓器の輪郭、患
部の形状等を比較することにより、それぞれの３次元画
像データ同士の原点を原点設定された同一の３次元空間
上で位置合わせをする。また、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩなどの
画像データ撮影時と超音波データ撮影時に同じ部位に両
者の診断装置で撮影可能な物理的マーカを配置して撮影
を行い、その位置を基準にして位置合わせを行っても良
い。また、これらの画像間の位置合わせは術者が手動で
行うこともできる。

【００６２】このようにすることで、共通の３次元空間
上においてＸ線ＣＴやＭＲＩなどで撮影された画像デー
タを参照することができるようになる。すなわち、Ｘ線
ＣＴやＭＲＩなどで撮影された画像データ上で治療用超
音波の焦点を表示することが可能となる。また、超音波
プローブ３２による超音波断層像に対応する３次元画像
データの断面が３次元情報表示部２３に示される。ま
た、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩなどの画像データと超音波断層像
を超音波画像表示部２４に並べて表示することもでき
る。

【００６３】３次元画像表示部２３に表示される画像
は、超音波断層像とＸ線ＣＴやＭＲＩで撮影された３次
元画像データとを任意に切り替えて表示することができ
る。これにより、超音波断層像だけでは十分に患部の位
置確認を行うことができない症例においても、治療を行
うことが可能となる。

【００６４】次に、腫瘍部等の治療対象領域の大きさを
設定して、治療に入る。治療対象部位の設定手順は第１
の実施の形態と同様とする。ただし、この場合も、超音
波断層像とＸ線ＣＴ、ＭＲＩの画像データを任意に選択
して表示することにより、治療対象部位の輪郭にマーキ
ングを配置することができる。また、治療も第１の実施
の形態と同様に進める。この際も、超音波断層像とＸ線
ＣＴ、ＭＲＩの画像データを任意に選択して表示するこ
とができ、また、投入された治療用超音波のエネルギ分
布や温度分布も任意に選択して表示することができる。
その他、治療の手順や患部の移動に対する対策も第１の
実施の形態と同様とする。

【００６５】また、第２の実施の形態でも第１の実施の
形態と同様に治療前にシュミレーションを行うことがで
きる。治療データの記憶も第１の実施の形態と同様に行
う。この際、超音波診断データとＸ線ＣＴ、ＭＲＩによ
る３次元画像データ、エネルギ分布データ、温度分布デ
ータ、焼灼対象輪郭である腫瘍モデルデータも位置情報
を伴って保存され、術後にも治療時の状態が再現できる
ようにする。本第２の実施の形態では、画像データを患
部の性質や状態によって使い分けることができ、確度の
高い治療を行うことができる。

【００６６】なお、超音波治療を行う場合に数回に分け
て治療が進行されることもあり、このそれぞれの治療の
時間的な間隔は数分、数時間や数日、数ヶ月といったも
のになる。このように時間的な間隔が開いてくると、前
回の続きの超音波治療を行うためには、この前回の超音
波治療により得た治療対象部位のデータが重要になる。
この前回の超音波照射により得られた治療データに基づ
いて、新たな治療用超音波の照射時間や強度、照射部位
などを決定することができ、時間的な間隔を空けなけれ
ばならない超音波治療において無駄の無い正確な治療を
完了することができる。

【００６７】例えば、図１３に示すように、本発明の第
２の実施の形態による超音波治療装置において、データ
ベース・ファイリングシステム６０をデータ転送部２７
に接続する。このデータベース・ファイリングシステム
６０には一時中断するまでの治療用超音波照射に関する
３次元データがすべて記憶されており、また２次元の超
音波断層像や、あるいは他の外部から入力された３次元
画像データ、患者固有の履歴データなどが互いに関連付
けされて記憶されている。

【００６８】一時的に治療を中断しても、患者固有のデ
ータや治療用超音波の照射による治療対象部位の蛋白質
変性などの進捗状況に関するデータは保存されているの
で、次回の治療再開時においても前回のデータを基にし
て無駄のない正確な超音波治療を行うことができる。

【００６９】以上説明した本発明の第１および第２の実
施の形態によれば、複数回の治療用超音波の照射におい
て投入された超音波エネルギの総和の分布状態を把握し
ながら、治療用超音波の照射位置、照射強度、投入エネ
ルギを決定して治療を進めることができるので、精度の
高い超音波焼灼治療を行うことができる。

【００７０】また、何らかの原因により治療を中断した
場合でも、それまでの超音波エネルギの投入量が３次元
位置座標を伴って記録されているため、その情報を参照
することで超音波治療を再開することができる。

【００７１】また、患部周辺の３次元画像データと超音
波エネルギ分布が３次元情報として記録できるため、術
後に投入エネルギと患部の状態の対応がとれ、超音波が
生体に与える影響を正確に分析することができる。

【００７２】なお、以上説明した実施の形態は、本発明
の理解を容易にするために記載されたものであって、本
発明を限定するために記載されたものではない。したが
って、上記の実施の形態に開示された各要素は、本発明
の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む
趣旨である。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、複数回の治療用超音波
の照射において投入された超音波エネルギの総和の分布
状態を把握しながら、治療用超音波の照射位置、照射強
度、投入エネルギを決定して治療を進めることができる
ので、精度の高い超音波焼灼治療を行うことができ、ま
た、何らかの原因により治療を中断した場合でも、それ
までの超音波エネルギの投入量が３次元位置座標を伴っ
て記録されているため、その情報を参照することで超音
波治療を再開することができ、また、患部周辺の３次元
画像データと超音波エネルギ分布が３次元情報として記
録できるため、術後に投入エネルギと患部の状態の対応
がとれ、超音波が生体に与える影響を正確に分析するこ
とができる超音波治療装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による超音波治療装
置の構成を説明するための概略図を示す。

【図２】本発明の第１の実施の形態による超音波アプリ
ケータの構成を説明するための概略図を示す。

【図３】本発明の第１の実施の形態による画像表示を説
明するための概略図を示す。

【図４】本発明の第１の実施の形態による画像表示を説
明するための概略図を示す。

【図５】本発明の第１の実施の形態による画像表示を説
明するための概略図を示す。

【図６】本発明の第１の実施の形態による画像表示を説
明するための概略図を示す。

【図７】本発明の第１の実施の形態による３次元画像表
示を説明するための概略図であり、（ａ）は焼灼領域の
輪郭表示の一つの例であり、（ｂ）は超音波強度分布表
示の一つの例であり、（ｃ）は計測目盛表示の一つの例
を示す。

【図８】本発明の第１の実施の形態による３次元画像表
示を説明するための概略図であり、（ａ）は立体表示の
一つの例であり、（ｂ）はエネルギ分布表示の一つの例
を示す。

【図９】本発明の第１の実施の形態による３次元画像表
示を説明するための概略図を示す。

【図１０】本発明の第１の実施の形態による３次元位置
センサを説明するための概略図を示す。

【図１１】本発明の第１の実施の形態による３次元画像
表示を説明するための概略図を示す。

【図１２】本発明の第２の実施の形態による超音波治療
装置の構成を説明するための概略図を示す。

【図１３】本発明の第２の実施の形態による超音波治療
装置の構成を説明するための概略図を示す。

【符号の説明】

１…超音波治療装置、１１…超音波アプリケータ、１２
…水回路、１３…駆動波形供給部、１４…データ入力
部、１５…操作部、１６…照射情報記憶部、１７…シス
テム制御部、１８…超音波画像診断部、２０…３次元位
置検出部、２１…エネルギ分布演算部、２２…画像合成
部、２３…３次元情報表示部、２４…超音波断層像表示
部、２５…データ記憶部、２６…外部記憶装置、２７…
データ転送部、３４…３次元位置センサ、３５…焦点マ
ーカ、３６…超音波断層像

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 治療用超音波を発生させるための超音波
   発生源を備えた超音波アプリケータを有する超音波治療
   装置において、 前記超音波発生源を用いて被検体内に投入される超音波
   エネルギの３次元空間における分布を求め投入エネルギ
   分布として記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された投入エネルギ分布を表示する
   表示手段とを備えることを特徴とする超音波治療装置。
2. 【請求項２】 前記投入エネルギ分布は、超音波の周波
   数、強度分布、照射時間、照射対象部位の超音波減衰
   率、照射対象部位の深さの各パラメータのうち少なくと
   も一つ以上に基づいた演算により求めることを特徴とす
   る請求項１記載の超音波治療装置。
3. 【請求項３】 前記表示手段は、前記超音波の被検体内
   へ照射された投入エネルギ分布情報を逐次に表示するこ
   とにより照射対象を案内する照射ガイド手段となること
   を特徴とする請求項１または２のいずれか一方に記載の
   超音波治療装置。
4. 【請求項４】 前記超音波アプリケータは、前記超音波
   の照射対象を観察するための超音波断層像を得る超音波
   プローブを備えることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載の超音波治療装置。
5. 【請求項５】 前記表示手段は、前記超音波プローブに
   より描出された超音波断層像に対し前記投入エネルギ分
   布情報を重ねて表示可能なことを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれか１つに記載の超音波治療装置。
6. 【請求項６】 前記表示手段は、前記超音波が集束する
   焦点領域の超音波強度分布を表示して超音波照射領域を
   示すマーカとして表示可能なマーカ表示手段となること
   特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の超音波
   治療装置。
7. 【請求項７】 前記表示手段は、外部から入力された外
   部入力画像データと前記超音波の投入エネルギ分布とを
   重ねて表示可能なことを特徴とする請求項１〜６のいず
   れか１つに記載の超音波治療装置。
8. 【請求項８】 前記記憶手段は、前記投入エネルギ分布
   情報に基づいて被検体内における温度分布を演算により
   求めて温度分布情報として記憶する温度分布情報記憶手
   段と、 前記温度分布情報記憶手段に記憶された前記温度分布情
   報を表示する温度分布表示手段とを備える請求項１〜７
   のいずれか１つに記載の超音波治療装置。
9. 【請求項９】 前記温度分布表示手段は、前記超音波プ
   ローブで得た超音波断層像と前記温度分布情報とを重ね
   て表示可能なことを特徴とする請求項１〜８のいずれか
   １つに記載の超音波治療装置。
10. 【請求項１０】 前記投入エネルギ分布情報、前記温度
    分布情報、前記超音波断層像、前記外部入力画像データ
    のうちの少なくとも２つ以上の情報を、それぞれが有す
    る座標情報を互いに対応付けしてそれぞれ記憶する座標
    情報記憶手段と、 前記座標情報記憶手段に記憶された少なくとも２つ以上
    の情報を互いに組み合わせて表示可能な組み合わせ表示
    手段とを備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
    か１つに記載の超音波治療装置。
11. 【請求項１１】 一時中断された超音波の照射を再開し
    て残りの治療を行う際において、中断前までに記憶され
    た前記エネルギ分布情報に基づいて照射再開後に必要な
    照射エネルギ量を演算する残りエネルギ量演算手段と、 この残りエネルギ量演算手段の結果に応じて残りの治療
    に応じた照射の制御を行う残り照射制御手段とからなる
    照射再開手段を備えることを特徴とする請求項１〜１０
    のいずれか１つに記載の超音波治療装置。