DE69333866T2

DE69333866T2 - Gerät zur medizinischen Ultraschallbehandlung unter Verwendung von Computertomographie

Info

Publication number: DE69333866T2
Application number: DE69333866T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Edogawa-ku Aida; Mariko Yokohama-shi Shibata; Katsuhiko Saitama-shi Fujimoto; Yoshiharu Koutou-ku Ishibashi; Takuji Yokohama-shi Suzuki; Kozo Yokohama-shi Sato; Ayao Yokohama-shi Itoh
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2013-02-27
Also published as: EP1110508A3; DE69332531D1; JPH05300910A; EP1110508B1; DE69332531T2; DE69333866D1; EP1110508A2; JP3325300B2; US5485839A; EP0558029A2; EP0558029B1; EP0558029A3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung zur Behandlung von Behandlungszielen, wie Tumore, Nierensteine, etc. innerhalb eines lebenden Körpers, durch Anwendung von Ultraschallwellen darauf.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde bei der Behandlung von Nierensteinen viel Aufmerksamkeit auf einen Lithotriptor (Steinzertrümmerer) gelegt, um Nierensteine innerhalb eines lebenden Körpers ohne Eindringen durch Anwendung intensiver Ultraschallwellen zu zerstören, die auf die im lebenden Körper zu zerstörenden Nierensteine gebündelt werden.
Als Quelle zur Verwendung der intensiven Ultraschallwellen in einem solchen Lithotriptor sind viele konventionelle Quellen bekannt, einschließlich einer Quelle, die eine Funkenentladung in Wasser verwendet, einer Quelle, die elektromagnetische Induktion verwendet, einer Quelle, die Miniexplosionen benutzt, und einer Quelle, die piezoelektrische Elemente verwendet, wobei jede von ihnen ihre eigenen Vorteile und Nachteile besitzt. Unter ihnen ist die Quelle, die piezoelektrische Elemente verwendet, für den Nachteil bekannt, dass die Intensität der Ultraschallwellen beim Brennpunkt ziemlich klein ist, jedoch ist dieser Typ auch für einige exzellente Vorteile bekannt, einschließlich der geringen Größe des Brennpunkts, der Ausschaltung des Verbrauchs, der Steuermöglichkeit der Intensität der Ultraschallwellen, der Steuermöglichkeit der Position und der Form des Brennpunktes durch Phasensteuerung der antreibenden Wellenformen, anzuwenden auf eine Vielzahl von piezoelektrischen Elementen. (Siehe die japanische Patentanmeldung offengelegt unter Nr. 60-145131, die U.S. Patent Nr. 4526168, und die japanischen Patentanmeldung offengelegt unter Nr. 62-42773.)
Andererseits hat die Überhitzung (Hyperthermia) zur Krebsbekämpfung viel Aufmerksamkeit erzielt, die den Krebs unter Verwendung der Tatsache behandelt, dass das Tumorgewebe eine höhere thermische Sensitivität als das normale Gewebe hat, so dass es durch Aufheizung auf eine Temperatur größer als 42.5°C abgetötet werden kann. In einer solchen Überhitzung ist die lokalisierte Aufheizung des Tumorteiles als besonders effektiv bekannt.
Als Heizungsverfahren, die in einer solchen Überhitzung verwendet werden soll, wurde gewöhnlich das Verfahren benutzt, das elektromagnetische Wellen wie Mikrowellen verwendet. Jedoch hat dieses gewöhnliche Verfahren der Aufheizung wegen der elektrischen Eigenschaften des lebenden Körpers, die das Endringen der elektromagnetischen Wellen beeinflussen, eine Schwierigkeit in der selektierten Aufheizung des Tumors, der sich tief innerhalb des lebenden Körpers befindet, so dass das Zufriedenheitsniveau der Behandlung nur für die relativ oberflächlichen Tumore, innerhalb von 5 cm von der Oberfläche des lebenden Körpers realisiert wurde.
Aus diesem Grund gab es einen Vorschlag zur Behandlung der tief liegenden Tumore, ein Heizverfahren zu verwenden, das akustische Energie wie Ultraschallwellen benutzt, die die Tatsache verwenden, dass Ultraschallwellen sowohl eine überlegene Fokussierungsfähigkeit als auch ein tieferes Eindringen haben.
Es gibt auch einen Vorschlag für ein Behandlungsverfahren, in dem die oben beschriebene Überhitzung weiter entwickelt wurde, um das Tumorgewebe durch Aufheizung des Tumorteils auf mehr als 80°C zu verbrennen, wie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 3-306106 veröffentlicht.
Als Quelle der Ultraschallwellen, die in einer solchen Überhitzung mit Ultraschallwellen verwendet werden soll, enthalten die gewöhnlich vorgeschlagenen Quellen einen Ultraschallwandler, der aus einer Vielzahl von piezoelektrischen Elementen besteht, der eine rundum kugelige Oberfläche besitzt, und eine ringförmige Anordnung eines Ultraschallwandlers, die durch die konzentrische Anordnung einer Vielzahl von ringförmigen Ultraschallwandlern gebildet wird. Unter diesen hat der ringförmige Anordnung eines Ultraschalwandlers den Vorteil, dass die Tiefe des Brennpunktes elektrisch variiert werden kann.
Es gibt auch einen Vorschlag für die phasengesteuerte Anordnung eines Ultraschallwandlers, in dem die Position des Brennpunktes dreidimensional bewegt werden kann, wie in der U.S. Patentanmeldung Nr. 4526168 veröffentlicht.
Es gibt auch einen Vorschlag für die Behandlungsvorrichtung, in dem der oben beschriebene Lithotriptor integriert mit der oben beschriebenen Überhitzung zur Verfügung gestellt wird, wie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 3-306106 veröffentlicht.
Es gibt auch einen Vorschlag für eine Überhitzungsbehandlungsvorrichtung, die eine Ultraschallwellenquelle enthält, die piezoelektrische Elemente verwendet, in denen der Anteil des Behandlungszieles einheitlich geheizt wird, durch Ausnutzung der Eigenschaft eines kleinen Brennpunktes für die Ultraschallwellenquelle mit Hilfe piezoelektrischer Elemente, wie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 61-209643 offengelegt.
Jedoch wird in dieser Überhitzungsbehandlungsvorrichtung der Brennpunkt kontinuierlich bewegt, so dass die Ultraschallwellen folglich auf Nachbarregionen angewandt werden. Daher ist es in dieser Überhitzungsbehandlungsvorrichtung unmöglich gewesen, das Behandlungsverfahren einschließlich der Anwendung der Ultraschallwellen auf zwei entfernte Punkte nacheinander anzuwenden, oder während der Anwendung Hindernisse wie Knochen zu vermeiden, so dass die Gefahr besteht das normale Gewebe in der Nachbarschaft des Tumorgewebes zu schädigen.
Darüber hinaus kann im Falle der kontinuierlichen Anwendung von intensiven Ultraschallwellen auf einen fixierte Zielposition, die akustische Energie, unmittelbar nach dem Start der Anwendung der Ultraschallwellen die Zielposition ohne jede Behinderung erreichen, aber die akustische Energie, die die Zielposition erreicht hat, wird nach und nach geschwächt, da Luftblasen bei oder in der Nachbarschaft des Brennpunktes auf Grund der Kavitation erzeugt werden, die durch die intensiven Ultraschallwellen verursacht wird, die dann selbst beginnen die intensiven Ultraschallwellen zu reflektieren. Dasselbe Problem besteht auf Grund der Kavitation auch im Falle der Anwendung von intensiven Ultraschallwellen, wenn der Brennpunkt langsam bewegt wird.
Die Kavitation ist hier das Phänomen, in dem die Luftblasen (Lufthohlräume) durch das Wegreißen des Wassers erzeugt werden, durch das die intensiven Ultraschallwellen durchziehen, da eine sehr starke Zugkraft auf das Wasser wegen des Einflusses des Unterdrucks im Zusammenhang mit den intensiven Ultraschallwellen, die durch das Wasser ziehen, ausgeübt wird. Die so erzeugten Luftblasen werden darauf als Reflektoren für die Ultraschallwellen agieren. Folglich wird, wenn ein große Anzahl von Luftblasen, die durch die Kavitation erzeugt wurden, um die vorhergehenden Brennpunkte treiben, auf die die intensiven Ultraschallwellen schon angewandt wurden, die akustische Energie der intensiven Ultraschallwellen, angewandt auf einen neuen Brennpunkt in der Nachbarschaft des vorhergehenden Brennpunkts, geschwächt.
Andererseits wird in einer konventionellen Überhitzungsbehandlungsvorrichtung die Positionierung des Brennpunktes durch Verwendung der zweidimensionalen tomographischen Ultraschallbilder erreicht. Jedoch hat der zu behandelnde Tumor in der Praxis sehr oft eine komplizierte dreidimensionale Form, so dass es sehr schwierig ist die vollständige Behandlung des gesamten Tumors unter Verwendung der zweidimensionalen tomographischen Bilder zu realisieren.
Um mit diesem Problem fertig zu werden, gibt es einen Vorschlag, die dreidimensionalen Ultraschallbilder zu verwenden, wie in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 61-209643 veröffentlicht.
Jedoch wird in den Ultraschallbildern der Bereich hinter den Knochen und den Atmungsorganen wie der Lunge unsichtbar, so dass die volle dreidimensionale Information nicht zur Verfügung gestellt werden kann, und nur die relative Position des Brennpunktes und des Zielanteils der Behandlung kann besten Falls ermittelt werden.
Darüber hinaus hat so eine konventionelle Überhitzungsbehandlungsvorrichtung keine Mittel den Effekt der Behandlung zu beurteilen, so dass über die Fortsetzung oder den Abbruch der Behandlung eine beträchtlich lange Zeitperiode, die von einigen Wochen bis zu einigen Monaten reicht, nicht entschieden werden kann, da sie von einem konventionell bekannten Verfahren benötigt wird, um den Effekt der Behandlung zu ermitteln.
Außerdem war es in der konventionellen Überhitzungsbehandlungsvorrichtung schwierig, die Temperatur auf die der Tumoranteil tatsächlich erhitzt wurde, zu bestimmen, so dass es schwierig war das zufällige Übersehen einiger zu behandelnden Tumoranteile oder das übermäßige Heizen einiger Teile, auf die die intensiven Ultraschallwellen angewandt werden, zu verhindern.
WO-A-91/11958 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Druckwellen, worin der Brennpunkt der Ultraschallwellen z.B. durch eine phasengesteuerte Anordnung geändert werden kann. Darüber hinaus wird eine MRI-Prozedur ausgeführt, so dass die Koordinaten des Zieles auf dem Bildschirm zur Verfügung stehen. Ein elektronischer Zeiger identifiziert das Ziel auf dem Bildschirm.
US-A-4,896,673 offenbart einen Schockwellen Lithotriptor in Kombination mit einem Ultraschall Bildsystem. Der Betreiber kann die Stelle des Steines auf dem Ultraschallbild markieren und die Tafel kann automatisch in die Position des Steines an dem Brennpunkt des Lithotriptors bewegt werden.
DE-U-8713524 beschreibt einen Computertomographen der dritten Generation, wobei ein Computer eine Rekonstruktion des Bildes auf der Basis eines Detektorsignals durchführt. Der Computertomograph besteht aus einer Meßeinheit mit einer Röntgenstrahlvorrichtung, die einen Fächerungsstrahl aussendet, und aus einer Reihe von Detektorelementen, die mit einen Röntgenstrahldetektor verbunden sind. Der Röntgenstrahldetektor ist klein gebaut, so dass das vom Computer rekonstruierte Bild nur einen Teil des Querschnitts des Patienten zeigt. Der Tomograph enthält außerdem einen Ultraschallschockwellen-Applikator, der entlang seiner zentralen Strahlenachse beweglich ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für eine medizinische Ultraschallwellenbehandlung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, die Position des Brennpunktes der Ultraschallwellen leicht und genau zu bestimmen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für eine medizinische Ultraschallwellenbehandlung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, den Effekt der Behandlung leicht und genau kurz nach der Behandlung zu bestimmen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für eine medizinische Ultraschallwellenbehandlung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, die Temperatur in der Nachbarschaft des zu behandelnden Objektes leicht und genau zu bestimmen, so dass die effektive Behandlung des Tumorgewebes, ohne irgendeine Möglichkeit zur Schädigung des normalen Gewebes um des Tumorgewebe herum, realisiert werden kann.
Diese Aufgaben werden durch eine medizinische Ultraschallwellenvorrichtung gemäß des Anspruches 1 gelöst. Weitere Aspekte einer solchen Vorrichtung ergeben sich aus den Eigenschaften gemäß den Unteransprüchen 2–10.
Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Abbildungen ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Abbildungen
1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausführung einer medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten Ausführung einer medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines phasengesteuerten Gruppenultraschallwandlers, der in der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 2 zu verwenden ist.
4 ist eine Darstellung eines exemplarischen Bildschirms, der in der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 2 zu verwenden ist.
5 ist ein schematisches Diagramm einer alternativen räumlichen Anordnung einer stationären magnetischen Feldspule und von magnetischen Gradientenfeldspulen in einem CT-Abschnitt der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 2.
6 ist eine Darstellung eines beispielhaften Bildschirminhalts, der in einer dritten Ausführung der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt des Eintritts in den Ultraschallwellen-Behandlungsplans zu verwenden ist.
7 ist eine Darstellung eines exemplarischen Bildschirminhalts, der in einer dritten Ausführung der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt der Ausführung der Ultraschallwellenbehandlung zu verwenden ist.
8 ist eine schematische Darstellung der Positionierung eines phasengesteuerten Gruppenultraschallwellenwandlers und einer Endokavernensonde, die in einer vierten Ausführung der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwenden sind.
9 ist eine vergrößerte Ansicht der Endokavernensensonde, gezeigt in 8, die in einer vierten Ausführung der medizinischen Ultraschallwellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist.
10 ist ein schematisches Blockdiagramm des Hauptteils der fünften Ausführung eines medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
11A ist eine Darstellung einer exemplarischen Anzeige, die in der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 10 zu verwenden ist.
11B ist eine Darstellung der Konturen eines Tumors, die bei der Konstruktion einer dreidimensionalen Bildinformation in der exemplarischen Anzeige der 11A zu verwenden ist. zu verwenden ist.
Die Abbildungen 12A und 12B sind schematische Darstellungen von Messungen von maximalen Längen in drei orthogonale Richtungen, die bei dem Erreichen einer alternativen dreidimensionalen Bildinformation verwendet werden müssen, die in der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 10 auszugeben ist.
12C ist eine Darstellung einer alternativen dreidimensionalen Bildinformation, die in der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 10, erhalten aus den Messungen der Abbildungen 12A und 12B, auszugeben ist.
Die Abbildungen 13A und 13B sind Darstellungen einer Aufteilung eines Tumors in Zellen, die in der Anwendung der intensiven Ultraschallwellen der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 10 zu verwenden sind.
14 ist eine Darstellung der geteilten Zellen eines Tumors, zur Erklärung der Reihenfolge der Anwendung der intensiven Ultraschallwellen in der medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 10.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Mit Bezug auf die 1, wird jetzt eine erste Ausführung einer medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
In der ersten Ausführung enthält die medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung meistens einen Ultraschallwellen-Behandlungsteil und einen berechneten Kernspinresonanz-Tomographieteil (CT).
Der Ultraschallwellen-Behandlungsteil enthält: einen Ultraschallwellenapplikator 1, bestehend aus einem Ultraschallwandler 2, der eine kugelförmige Oberfläche zur Erzeugung intensiver Ultraschallwellen für die Anwendung an einem Patient 3 hat, eine akustische Kopplungsflüssigkeit 4 zur Übertragung der intensiven Ultraschallwellen an den Patienten 3, die vom Ultraschallwandler 2 erzeugt wurden, und einen Wasserbehälter 5, für die akustische Kopplungsflüssigkeit; eine Antriebsschaltungseinheit 8, zum Antrieb des Ultraschallwandlers 2, um die intensiven Ultraschallwellen einer gewünschten Intensität zu erzeugen; einen mechanischen Arm 18, zur Steuerung einer Position des Ultraschallwellen-Applikators 1 in Bezug auf den Patienten 3; und eine Applikatorpositions-Erkennungseinheit 19 zur Erkennung einer Position des Ultraschallwellen-Applikators 1, gesteuert durch den mechanischen Arm 18 unter Verwendung von Potentiometern (nicht gezeigt), die an dem mechanischen Arm 18 angebracht sind.
Im Falle der Anwendung der intensiven Ultraschallwellen auf den Patienten 3, wird der Ultraschallwellen-Applikator 1 auf der Körperoberfläche des Patienten 3 mit dem Wasserbehälter 5 zugewandt zum Patienten plaziert, so dass der Wasserbehälter 5 mit dem Körper des Patienten 3 über ein darauf vorbereitetes Ultraschallgelee (nicht gezeigt) einen Kontakt herstellen kann. Dann wird ein Brennpunkt 6 der intensiven Ultraschallwellen, die von dem Ultraschallwellenwandler zu erzeugen sind, auf einen Tumor 7 positioniert, der innerhalb des Körpers des Patienten 3 zu behandeln ist. Dann treibt die Antriebsschaltungseinheit 8 den Ultraschallwandler 2 an, um die intensiven Ultraschallwellen einer gewünschten Intensität herzustellen, die auf den Brennpunkt 6 eingestellt sind, der so auf den Tumor 7 positioniert ist, dass der Tumor 7, durch Heizen auf eine gewünschte Temperatur, behandelt werden kann.
Andererseits enthält der CT-Teil in der ersten Ausführung eine Kernspinresonanz-Tomographievorrichtung (MRI), die in der Lage ist gewöhnliche tomographische Kernspinresonanzbilder (NMR) zu erlangen, die aus einer statischen Magnetfeldspule 9 mit einer zentralen Bohrung besteht, einem Aufnahmegerüst (nicht gezeigt), das innerhalb der zentralen Bohrung der statischen Magnetfeldspule 9 eingefügt ist, die Gradientenmagnetfeldspulen 10 und eine RF-Spule 11 zur Übertragung von RF-Impulsen und zum Empfang von NMR-Signalen enthält, eine Gradientenmagnetfeld-Energieversorgung 14, die mit den Gradientenmagnetfeldspulen 10 verbunden ist, und eine Transceiverschaltungseinheit 15, die mit der RF-Spule verbunden 11 ist.
Zusätzlich enthält die medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 1: ein Bett 8 zur Plazierung des Patienten 3, der darauf innerhalb des Aufnahmegerüsts liegt, wenn er den CT-Teil verwendet, und für die Plazierung des Patienten unterhalb des Ultraschallwellen-Applikators 1, wenn er den Ultraschallwellen-Behandlungsteil verwendet; eine Bettensteuereinheit 13 zur Steuerung der Lage des Bettes 8; eine Steuerungsschaltungseinheit 12, zur Steuerung der Tätigkeiten der Antriebsschaltungseinheit 8 und des mechanischen Armes 18 im Ultraschallwellen-Behandlungsteil, der Gradientenmagnetfeld-Energieversorgung 14 und der Transceiverschaltungseinheit 15 im CT-Teil und der Bettensteuereinheit 13; eine Bedienungskonsole 16, die mit der Steuerungsschaltungseinheit 12 verbunden ist, um einen Ultraschallwellen-Behandlungsplan einzugeben, der von einem Bediener vorbereitet werden muß (nicht gezeigt); eine CRT-Bildschirm 17, der mit der Steuerschaltungseinheit 12 verbunden ist, um verschiedene Informationen auszugeben, die vom Bediener zu verwenden sind; und einen Drucker 20 zum Drucken verschiedener Informationen, die vom Bediener zu verwenden sind.
Die medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der ersten Ausführung arbeitet nun wie folgt.
Zuerst wird der Patient 3 auf dem Bett 8 in einer Rückenlage positioniert und in das Innere des Aufnahmegerüstes bewegt und durch das Bett 8, gesteuert durch die Bettensteuereinheit 13, in eine vorgeschriebenen Aufnahmeposition A gebracht.
Dann steuert die Steuerungsschaltungseinheit 12 die Gradientenmagnetfeld-Energieversorgung 14 und die Transceiverschaltungseinheit 15 entsprechend der vorgeschriebenen Aufnahmesequenz, die vom Bediener mit Hilfe der Bedienerkonsole 16 so spezifiziert wurde, dass die normalen aus mehreren Ebenen bestehenden tomographische NMR-Bilder, die den zu behandelnden Tumor 7 beinhalten, erzielt werden können. Die erhaltenen tomographischen NMR-Bilder werden in einem Speicher (nicht gezeigt) gespeichert, der in der Steuerungsschaltungseinheit 12 zur Verfügung gestellt wird.
Als nächstes befiehlt die Steuerungsschaltungseinheit 12 dem CRT-Bildschirm, die dreidimensionalen Bildinformation, die aus den tomographischen NMR-Bildern, erhalten aus dem CT-Teil, gebildet wurde, in Form eines statischen Bildes auszugeben, in einem geeigneten Bildschirmformat wie ein pseudo dreidimensionaler Bildschirm, der ein Drahtmodell verwendet.
Zu diesem Zeitpunkt gibt der Bediener den Ultraschallwellen-Bedienungsplan von der Bedienerkonsole 16 ein, während er die dreidimensionale Bildinformation betrachtet, die den zu behandelnden Tumor 7 enthält, der auf dem CRT-Bildschirm 17 ausgegeben wird. Hier spezifiziert der Ultraschallwellen- Behandlungsplan das Abtastmuster für den Brennpunkt 6 und die gewünschte Intensität der intensiven anzuwendenden Ultraschallwellen sowie die gewünschten Ultraschallwellenanwendungs- Zeiten und Intervalle und andere Parameter, die in der Ultraschallwellenbehandlung, die vom Ultraschallwellen-Behandlungsteil auszuführen ist, notwendiger Weise spezifiziert werden müssen. Wenn die Eingabe des Ultraschallwellen-Behandlungsplans vollendet ist, startet der Bediener den Ultraschallwellen-Behandlungsplan von der Bedienerkonsole 16 aus.
Als Reaktion steuert die Steuerschaltungseinheit 12 die Bettensteuereinheit 13 so, dass das Bett 8 mit dem darauf liegendem Patienten 3 zum Ultraschallwellen-Behandlungsteil bewegt wird und in eine vorgeschriebene Behandlungsposition B gebracht wird.
Dann steuert die Steuerschaltungseinheit 12 den mechanischen Arm 18 so, dass der Ultraschallwellen-Applikator 1 auf dem Patienten 3 oberhalb des zu behandelnden Tumors 7 plaziert wird. Während dieser Positionierung des Ultraschallwellen-Applikators 1, kalkuliert die Steuerschaltungseinheit 12 die Position des Brennpunktes 6 der anzuwendenden intensiven Ultraschallwellen entsprechend der Position des Ultraschallwellen-Applikators 1, festgestellt von der Applikatorpositions-Erkennungseinheit 19, und einer vorgeschriebenen Beziehung zwischen der Position des mechanischen Arms 18 und dem Aufnahmeblickfeld des CT-Teils, und befiehlt dem CRT-Bildschirm 17 den Brennpunkt 6 in Überlagerung zur dreidimensionalen Bildinformation anzuzeigen. Zusätzlich kann die Steuerschaltungseinheit 12 auch eine Einfallsroute der intensiven Ultraschallwellen so kalkulieren, dass die Einfallsroute auch einher mit dem Brennpunkt 6 ausgegeben wird. Diese Anzeige der Einfallsroute der intensiven Ultraschallwellen kann in der Bestätigung der Vermeidung von Hindernissen im Ultraschall-Behandlungsplan nützlich sein.
Nachdem der Ultraschallwellen-Applikator 1 auf dem Patienten 3 passend positioniert ist, mit dem Brennpunkt 6 an dem zu behandelnden Tumor 7 lokalisiert, wie durch den Ultraschallwellen-Behandlungsplan spezifiziert, befiehlt dann die Steuerschaltungseinheit 12 der Antriebsschaltungseinheit 8 die Ultraschallwellenbehandlung zu starten.
In der Mitte und/oder am Ende der Ultraschallwellenbehandlung wird, wie durch den Ultraschallwellen-Behandlungsplan spezifiziert, die Anwendung der intensiven Ultraschallwellen gestoppt, der Ultraschallwellen-Applikator 1 vom Patienten weg bewegt, und das Bett 8 wird zur Aufnahmeposition A in dem CT-Teil zurück bewegt, um den Fortschritt und/oder den Effekt der Ultraschallwellenbehandlung zu betrachten.
Hier werden die tomographischen NMR-Bilder wieder in derselben Weise aufgenommen, wie sie vor dem Eintritt in den Ultraschallwellen-Behandlungsplan gemacht wurden, und dann werden die tomographishen NMR-Bilder, die vor der Ultraschallwellen-Behandlung gemacht wurden mit den tomographischen NMR-Bildern, die nach der Ultraschallwellenbehandlung gemacht wurden, verglichen. Wenn z.B. die tomographischen NMR-Bilder, die von dem CT-Teil gemacht wurden, die T2 gewichteten Bilder sind, kann die thermisch degenerierte Region klar sichtbar gemacht werden, so dass es für den Bediener möglich wird, die Angemessenheit der so weit angewandten Behandlung visuell zu inspizieren und die Notwendigkeit der weiteren Behandlung zu bestimmen. Hier kann um des leichten visuellen Verständnisses Willen ein Differenzbild, in dem die tomographischen NMR-Bilder, die nach der Ultraschallwellenbehandlung gemacht wurden von den tomographischen NMR-Bildern vor der Ultraschallwellenbehandlung abgezogen werden, von der Steuerschaltungseiheit 12 kalkuliert werden und auf dem CRT-Bildschirm 17 ausgegeben werden.
Es muß bemerkt werden, dass jede gewünschte Zahl von solchen Prüfungsdurchführungen unter Verwendung der tomographische NMR-Bilder im voraus in den Ultraschallwellen-Behandlungsplan eingebaut werden können, so dass die Aufnahme der tomographischen NMR-Bilder automatisch bei spezifizierten Zeitpunkten gemacht werden kann. Zusätzlich ist es auch möglich eine unbehandelte Region des Tumors 7, die noch nicht thermisch degeneriert ist, automatisch zu bestimmen und sollte der weiteren Behandlung durch einen Vergleich der tomographische NMR-Bilder, aufgenommen vor und nach der Ultraschallwellenbehandlung, unterworfen werden, und der Brennpunkt 6 der intensiven Ultraschallwellen, die zur weiteren Behandlung vom Ultraschallwellenapplikator 1 anzuwenden sind, kann automatisch auf die festgestellte unbehandelte Region eingestellt werden.
Es sollte auch bemerkt werden, dass durch die Aufnahme der chemischen NMR-Verschiebungsdaten vor und nach der Ultraschallwellenbehandlung es auch möglich wird die Änderung der Temperatur an verschiedenen Stellen innerhalb des Körpers des Patienten 3 zu bestimmen, so dass das Auftauchen der übermäßigen Heizung auch visuell vom Bediener geprüft werden kann. Hier kann wieder um des leichten visuellen Verständnisses Willen ein Differenzbild, in dem die chemischen Verschiebungsdaten, aufgenommen nach der Ultraschallwellenbehandlung von den chemischen Verschiebungsdaten, aufgenommen vor der Ultraschallwellenbehandlung abgezogen werden, von der Steuerschaltungseinheit 12 kalkuliert und auf dem CRT-Bildschirm ausgegeben werden.
Wenn der Effekt der Ultraschallwellenbehandlung vom Bediener gemäß der oben beschriebenen visuellen Prüfung als zufriedenstellend beurteilt wird, befiehlt der Bediener das Ende der Ultraschallwellenbehandlung von der Bedienerkonsole 16 aus. Zu diesem Zeitpunkt kann der geführte Bericht über die Ultraschallwellenbehandlung entweder auf dem CRT-Bildschirm 17 oder auf dem Drucker 20 ausgegeben werden.
Daher wird es gemäß der ersten Ausführung möglich eine medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung zu realisieren, die in der Lage ist die Position des Brennpunktes der Ultraschallwellen leicht und genau zu bestimmen, ebenso wie der Brennpunkt zusammen mit der dreidimensionalen Bildinformation, gebildet aus den tomographischen NMR-Bildern, erhalten aus dem CT-Teil, ausgegeben werden kann.
Zusätzlich wird es in dieser ersten Ausführung möglich eine medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung zu realisieren, die in der Lage ist den Effekt der Behandlung festzustellen, kurz nachdem die Behandlung tatsächlich gemacht wurde, durch Aufnahme und Vergleich der geeigneten tomographischen NMR-Bilder vor und nach der Ultraschallwellenbehandlung.
Weiterhin wird es in dieser ersten Ausführung möglich eine medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung zu realisieren, die in der Lage ist die Temperatur in einer Nachbarschaft des Behandlungszielabschnitts durch Aufnahme der chemischen Verschiebungsdaten genau zu bestimmen, so dass die effektive Behandlung des Tumorgewebes ohne irgendeine Möglichkeit zur Verletzung des normalen Gewebes realisiert werden kann.
Es sollte auch klar sein, dass die medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der ersten oben beschriebenen Ausführung in gleicher Weise auf die medizinische Ultraschallwellenbehandlung, verschieden von der Überhitzung wie die Steinzertrümmerung, anwendbar ist.
Nun wird mit Bezug auf die 2 eine zweite Ausführung einer medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Hierbei wird den Elementen, die substantiell gleich den entsprechenden Elementen sind, die in der ersten oben beschriebenen Ausführung beschrieben wurden, dieselben Hinweisziffern gegeben und ihre Beschreibung wird weggelassen, während den Elementen, die deutliche Modifikationen im Verhältnis zu den entsprechenden Elementen in der oben beschriebenen ersten Ausführung enthalten, dieselben Hinweisziffern der entsprechenden Elemente mit dem begleitenden Suffix "a" gegeben werden.
In dieser zweiten Ausführung wird in dem Ultraschallwellen-Behandlungsteil die Quelle der intensiven anzuwendenden Ultraschallwellen in einer Form eines phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikators 1a zur Verfügung gestellt. Hier ist der phasengesteuerte Gruppenultraschallwellen-Applikator 1a in einer Form aufgebaut, wie in 3 gezeigt, in der ein ebener scheibenförmiger Ultraschallwandler 2a in radiale und kreisförmige Richtungen aufgeteilt ist, um eine Vielzahl von gegenseitig unabhängigen phasengesteuerten Gruppenkanälen zu realisieren.
Dieser phasengesteuerte Gruppenultraschallwellen-Applikator 1a ist auch mit einer Ultraschallwellensonde 201 zur Sammlung von Ultraschallaufnahmedaten ausgestattet, die in der Ultraschalltomographieaufnahme verwendet werden, die von einer Ultraschallaufnahmevorrichtung 202 gemacht werden, wobei die Ultraschallwellensonde 201 in einem Zentrum des ebenen scheibenförmigen Ultraschallwandlers 2a liegt, um drehbar um ihre zentrale Achse sowie um entlang ihrer zentralen Achse beweglich zu sein.
Die Antriebsschaltungseinheit 8a zum Antrieb dieses phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikators 1a besteht aus einer Gruppe von Antriebsschaltungen im Einklang mit den aufgeteilten Gruppenkanälen des ebenen scheibenförmigen Ultraschallwandlers 2a des phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikators 1a, und es gibt auch eine Phasensteuerschaltungseinheit 204, die gegenseitig unabhängige Taktsignale zur von einander unabhängigen Steuerung der Antriebsschaltungen der Antriebsschaltungseinheit 8a zur Verfügung stellt, wobei die Taktsignale in geeigneter Weise von der Phasensteuerschaltungseinheit 204 verzögert werden, entsprechend der Steuerung der Steuerschaltungseinheit 12, um eine gewünschte Phasenverteilung unter den phasengesteuerten Gruppenkanälen zu realisieren. Durch geeignete Anpassung der Phasenverteilung unter den phasengesteuerten Gruppenkanälen, kann der Brennpunkt der intensiven Ultraschallwellen, der von dem phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikator 1a zu erzeugen ist, im dreidimensionalen Raum an eine beliebige Position gebracht werden, wie z.B. durch die Brennpunkte 6a und 6b in der 3 angedeutet. Weitere Details des phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikators 1a können im U.S. Patent Nr. 4526168 gefunden werden.
In der zweiten Ausführung erkennt die Applikatorerkennungseinheit 19 nicht nur die Position des phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikators 1a als ganzes, sondern auch die relative Position der Ultraschallwellensonde 201 mit bezug auf das Aufnahmeblickfeld des CT-Teils, und liefert diese Information an die Steuerschaltungseinheit 12 sowie an die Ultraschallaufnahmevorrichtung 202.
Die Ultraschallaufnahmevorrichtung 202 ist direkt mit einem CRT-Bildschirm verbunden und erhält auch die Information über die Position des Brennpunktes 6, durch den phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikator 1a von der Seuerschaltungseinheit 12 aus so gesetzt, dass die tomographischen Ultraschallbilder des zu behandelnden Tumors 7, erzielt von der Ultraschallaufnahmevorrichtung 202, auf dem CRT-Bildschirm 17 während der Ultraschallwellenbehandlung in Echtzeit ausgegeben werden können, zusammen mit der Position des Brennpunktes 6 der angewandten intensiven Ultraschallwellen.
Der CRT-Bildschirm 17 ist auch in der Lage den in der 4 gezeigten Bildschirminhalt auszugeben, in dem die statische dreidimensionale Bildinformation 401, hergestellt aus den tomographischen NMR-Bildern, erhalten vom CT-Teil vor dem Anbringen des phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikators 1a an den Patienten 3, zusammen mit der Schnittebene 402, die gerade von der Ultraschallwellensonde 201 abgetastet wird, mit der fokusierten Region 403 und der Einfallsroute 404 der angewandten intensiven Ultraschallwellen gezeigt wird.
Andererseits werden in dieser zweiten Ausführung die statische Magnetfeldspule 9a und die Gradientenmagnetfeldspulen 10a des CT-Teils, der die MRI-Vorrichtung enthält, als Helmholtz-Typen ausgebildet, mit einem zentralen Bohrungsbereich 203 entlang einer vertikalen Richtung, während der phasengesteuerte Gruppenultraschallwellen-Applikator 1a aus nicht magnetischen Materialien gebildet wird, so dass es möglich wird den phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikator 1a durch diese zentralen Bohrungsbereich hindurch einfach durch ein Änderung der Orientierung der RF-Spule 11 an den Patienten 3 anzubringen, ohne den Patienten 3 zu bewegen. Daher ist es nicht notwendig die Position des Patienten 3 in der Aufnahmeprozedur der NMR-Tomographie und in der Ultraschallwellen-Behandlungsprozedur zu ändern, so dass die Zeitdifferenz zwischen der Ultraschallwellenbehandlung und der visuellen Inspektion unter Verwendung der NMR-Tomographieaufnahmen reduziert werden kann und der möglicher Weise ärgerliche Einfluß der Körperbewegung durch den Patienten 3 kann während der Zeitspanne zwischen den zwei Arbeitsschritten reduziert werden.
Daher wird es gemäß dieser zweiten Ausführung möglich eine medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung zu realisieren, die in der Lage ist die Position des Brennpunktes der Ultraschallwellen leicht und genau zu bestimmen, ebenso wie in der ersten oben beschriebenen Ausführung, genau so wie der Brennpunkt zusammen mit der dreidimensionalen Bildinformation, hergestellt aus den NMR-Tomographiebidern, ausgegeben werden kann.
Zusätzlich wird es in dieser zweiten Ausführung möglich, eine medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung zu realisieren, die in der Lage ist den Effekt der Behandlung, kurz nachdem die Behandlung tatsächlich gemacht wurde, zu bestimmen, indem sie die geeigneten tomographischen NMR-Bilder vor und nach der Ultraschallwellenbehandlung nimmt und vergleicht, was schneller und genauer getan werden kann als in der ersten Ausführung, da es nicht notwendig ist den Patienten zwischen dem Ultraschallwellen-Behandlungsteil und dem CT-Teil hin und her zu bewegen.
Weiterhin wird es in dieser zweiten Ausführung auch möglich eine medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtungzu realisieren, die in der Lage ist, die Temperatur in einer Nachbarschaft des Behandlungszielabschnitts durch Verwendung der chemischen Verschiebungsdaten genau zu bestimmen, so dass die effektive Behandlung des Tumorgewebes ohne irgendeine Möglichkeit zur Verletzung des normalen Gewebes realisiert werden kann, ebenso wie in der ersten oben beschriebenen Ausführung.
Es muß hier festgestellt werden, dass die räumliche Anordnung der statischen Magnetfeldspule 9a und der Gradientenmagnetfeldspule 10a im Helmholtztyp, wie in der 2 gezeigt, durch eine alternative räumliche Anordnung, wie in der 5 gezeigt, ersetzt werden kann, in der der zentrale Bohrungsbereich 203 entlang einer horizontalen Richtung zu Verfügung gestellt wird. In diesem Fall kann der phasengasteuerte Gruppenultraschallwellen-Applikator 1a durch eine Seitenöffnung 303 zwischen den Spulenpaaren der statischen Magnetfeldspule 9a und den Gradientenmagnetfeldspulen 10a an den Patienten 3 gebracht werden. Auch in diesem Fall muß, obwohl nicht in der 5 beschrieben, die räumliche Anordnung der RF-Spule 11a im Einklang mit der Änderung der Richtungen der statischen Magnetfelder und der Gradientenmagnetfelder, erzeugt von der statischen Magnetfeldspule 9a und den Gradientenmagnetfeldspulen 10a, geändert werden.
Es sollte auch bemerkt werden, dass der phasengesteuerte Gruppenultraschallwellen-Applikator 1a durch den ringförmigen Gruppenultraschallwellen-Applikator ersetzt werden kann.
Es sollte auch klar sein, dass die medizinische Ultraschallwellenvorrichtung der zweiten oben beschriebenen Ausführung in gleicher Weise auf die medizinische Ultraschallwellenbehandlung verschieden zu der Überhitzung, wie der Steinzertrümmerung, anwendbar ist.
Mit Bezug auf die Abbildungen 6 und 7 wird jetzt eine dritte Ausführung einer medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Hier werden den Elementen, die substantiell gleich zu den entsprechenden Elementen in der oben beschriebenen zweiten Ausführung sind, dieselben Hinweisziffern gegeben und ihre Beschreibung weggelassen.
In dieser dritten Ausführung wird die medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung mit einer substantiell gleichen Konfiguration zu der oben in 2 gezeigten Konfiguration für die zweite Ausführung verwendet.
Diese dritte Ausführung unterscheidet sich von der zweiten oben beschriebenen Ausführung darin, dass der CT-Teil zusätzlich zu der dreidimensionalen Bildinformation auch zweidimensionale tomographische Bildinformation zur Verfügung stellt, entsprechend den zweidimensionalen tomographischen Ultraschallbildern, aufgenommen von der Ultraschall-Auufnahmevorrichtung 202.
Etwas genauer arbeitet die medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung der 2 in der dritten Ausführung wie folgt.
Zunächst wird der Patient 3 in Rückenlage auf dem Bett 8 positioniert und vom Bett 8 gesteuert durch die Bettensteuereinheit 13 in das Innere des Aufnahmegerüstes gebracht.
Dann steuert die Steuerschaltungseinheit 12 die Gradietenmagnetfeld-Energieversorgung 14 und die Transceiverschaltungseinheit 15 entsprechend der vorgeschriebenen Aufnahmesequenz, die vom Bediener mit Hilfe der Bedienerkonsole 16 so spezifiziert wurde, das die normalen aus mehreren Ebenen bestehenden tomographischen NMR-Bildern erzielt werden, die den zu behandelnden Tumor 7 enthalten. Die erhaltenen tomographischen NMR-Bilder werden in einem Speicher (nicht gezeigt) gespeichert, der in der Steuerschaltungseinheit 12 zur Verfügung gestellt wird.
Als nächstes befiehlt die Steuerschaltungseinheit 12 dem CRT-Bildschirm 17 dreidimensionale Bildinformation, gebildet aus den tomographischen NMR-Bildern, die aus dem CT-Teil in einer Form eines statischen MRI-Bildes 71 mit dem Bild des zu behandelnden Tumors 7 stammen, wie in 6 gezeigt, dargestellt in einem geeigneten Bildschirmformat, wie ein dreidimensionaler Pseudobildschirm, der einen Drahtrahmen verwendet, auszugeben. Hier gibt der CRT-Bildschirm 17 das statische MRI-Bild 71 zusammen mit dem Abtastbereich 72 des Brennpunktes 6 der angewandten intensiven Ultraschallwellen aus, die Schnittebene 73, die gerade von der Ultraschallwellensonde 201 abgetastet wird, und die Einfallsroute 74 und die gerade fokusierte Region 75 der angewandten intensiven Ultraschallwellen, um den Bediener zu unterstützen das Vermeiden von Hindernissen im Ultraschallwellen-Behandlungsplan richtig zu planen.
An diesem Punkt beginnt der Bediener den Ultraschallwellen-Behandlungsplan von der Bedienerkonsole 16 aus, während er die dreidimensionale Bildinformation betrachtet, die den zu behandelnden Tumor 7 enthält, die auf dem Bildschirm 17 ausgegeben wird. Hier spezifiziert der Ultraschallwellen-Behandlungsplan das Abtastmuster für den Brennpunkt 6 und die gewünschte Intensität der anzuwendenden intensiven Ultraschallwellen sowie die gewünschten Ultraschallwellenanwendungs-Takte und Intervalle und andere Parameter, die in der Ultraschallwellenbehandlung, auszuführen von dem Ultraschallwellen-Behandlungsteil, spezifiziert werden müssen.
Wenn die Eintragungsphase des Ultraschallwellen-Behandlungsplans beendet ist, befiehlt der Bediener den Start des Ultrashallwellen-Behandlungsplans von der Bedienerkonsole 16 aus.
Als Reaktion steuert die Steuerschaltungseinheit 12 den mechanischen Arm 18 so, dass der Ultraschallwellenapplikator 1 auf dem Patienten 3 oberhalb des zu behandelnden Tumors 7 plaziert wird.
Nachdem der Ultraschallwellenapplikator 1 auf dem Patienten 3 passend positioniert wurde, mit dem Brennpunkt 6 an dem zu behandelnden Tumor 7 lokalisiert, wie von dem Ultraschallwellen-Behandlungsplan spezifiziert, befiehlt dann die Steuerschaltungseinheit 12 der Antriebsschaltungseinheit 8a die Ultraschallwellenbehandlung zu starten.
Hier gibt der CRT-Bildschirm 17, wie in 7 gezeigt, während der Ultraschallwellenbehandlung, das tomographische Ultraschallbild 17A, in Echtzeit erhalten von der Ultraschall-Aufnahmevorrichtung 202, zusammen mit dem entsprechendem tomographischem MRI-Bild 17B mit derselben Schnittebene und demselben Blickfeld wie das tomographische Ultraschallbild 17A, aus, wobei das tomographische MRI-Bild 17B das rekonstruierte zweidimensionale tomographische Bild 71a enthält, erhalten vom CT-Teil vor dem Anbringen des phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikators 1a an den Patienten 3, um das Verständnis des Bedieners der gerade behandelnden Region, die von dem tomographischem Ultraschallbild 17A gezeigt wird, zu unterstützen. Durch den Vergleich des tomographischen Ultraschallbildes 17A mit dem gleichzeitig ausgegebenen tomographischem MRI-Bild 17B, das zum Herstellen des Ultraschallwellen-Behandlungsplan verwendet wurde, wird es für den Bediener leichter, den ausgegebenen Inhalt des tomographischen Ultraschallbildes 17A zu verstehen. Hier werden für ein besseres Verständnis, dieses tomographische Ultraschallbild 17a und das tomographische MRI-Bild 178 auch zusammen mit dem Abtastbereich 72a für den Brennpunkt 6 der angewandten intensiven Ultraschallwellen, die Schnittebene 73, die gerade von der Ultraschallwellensonde 201 abgetastet wird, und die Einfallsroute 74 und die gerade fokusierte Region 75 der angewandten intensiven Ultraschallwellen ausgegeben.
In dieser Ausgabe des CRT-Bildschirms 17 wird die Änderung der Schnittebene und des Blickfeldes im tomographischen Ultraschallbild 17A, verursacht durch die Bewegung der Ultraschallwellensonde, dicht verfolgt von dem rekonstruierten zweidimensionalen tomographischen Bild 71a, unter Verwendung der erhaltenen tomographischen NMR-Bilder, die in dem vorher erwähnten Speicher gespeichert sind, der in der Steuerschaltungseinheit 12 zur Verfügung gestellt wird. Deshalb kann, wenn irgendein Unterschied zwischen dem tomographischen Ultraschallbild 17A und dem tomographischen MRI-Bild 17B gefunden wird, der Unterschied der Körperbewegung des Patienten 3 zugeordnet werden, so dass eine Rückpositionierung des Patienten 3 sofort gemacht werden kann.
Zusätzlich gibt der CRT-Bildschirm 17 während der Ultraschallwellenbehandlung die Regionen, auf die die intensiven Ultraschallwellen angewendet wurden, farbig aus, um ein leichtes und genaues Verständnis des Fortschrittes der ULtraschallwellenbehandlung zu fördern. Das Färbungsschema, anders als jenes, kann auch in einem von beiden oder jedem tomographischen Ultraschallbild 17A und tomographischen MRI-Bild 17B eingebaut werden.
Es ist auch möglich das tomographische MRI-Bild 17B in der vergrößerten oder verkleinerten Skala auszugeben, unterschiedlich zur Größe des tomographischen Ultraschallbildes 17A. Es ist auch möglich den Bildschirm wie in 7 gezeigt zusammen mit dem Bildschirm wie in 6 gezeigt gleichzeitig auszugeben.
Die Ultraschallwellenbehandlung wird automatisch unter der Steuerung der Steuerschaltungseinheit 12 entsprechend dem vom Bediener eingegebenen Ultraschallwellen-Behandlungsplan ausgeführt, jedoch kann auch eine manuelle Steuerung durch den Bediener zur Verfügung gestellt werden. Im Falle der manuellen Steuerung kann die Abweichung vom eingegebenen Ultraschallwellen-Behandlungsplan dem Bediener entweder durch Verwendung des Alarmtons oder der Ausgabemeldung oder durch Beide mitgeteilt werden. Hierbei sollte der Bediener jedoch in der Lage sein den Ultraschallwellen-Behandlungsplan, der in der Steuerschaltungseinheit 12 gespeichert ist, falls notwendig von der Bedienerkonsole 16 aus überarbeiten zu können.
Ähnlich wie in der oben beschriebenen ersten Ausführung, wird, wie durch den Ultraschallwellen-Behandlungsplan spezifiziert, in der Mitte und/oder am Ende des Ultraschallwellen-Behandlungsplans, die Anwendung der intensiven Ultraschallwellen gestoppt, und der Ultraschallwellenapplikator 1 wird vom Patienten 3 entfernt, um den Fortschritt und/oder den Effekt der Ultraschallwellenbehandlung zu beobachten.
Hier werden die tomographischen NMR-Bilder wieder in derselben Weise aufgenommen, wie sie vor dem Eintritt in den Ultraschallwellen-Behandlungsplan aufgenommen wurden, und dann werden die tomographischen NMR-Bilder, aufgenommen vor der Ultraschallwellenbehandlung, mit den tomographischen NMR-Bildern, aufgenommen nach der Ultraschallwellenbehandlung miteinander verglichen. Wenn z.B. die tomographischen NMR- Bilder, aufgenommen vom CT-Teil, die T2 gewichteten Bilder sind, kann die thermisch degenerierte Region klar sichtbar gemacht werden, so dass es dem Bediener möglich wird die Angemessenheit der soweit angewandten Behandlung visuell zu inspizieren und die Notwendigkeit der weiteren Behandlung zu bestimmen. Hier kann, um des leichten visuellen Verständnisses Willen, ein Differenzbild von der Steuerschaltungseinheit 12 kalkuliert werden und auf dem CRT-Bildschirm 17 ausgegeben werden, in dem die tomographischen NMR-Bilder, aufgenommen nach der Ultraschallwellenbehandlung, von den tomographischen NMR-Bildern, aufgenommen vor der Ultaschallwellenbehandlung, abgezogen werden.
Es muß bemerkt werden, dass jede gewünschte Zahl solcher Inspektionen, die die tomographischen NMR-Bildaufnahmen verwenden, im Voraus in den Ultraschallwellen-Behandlungsplan aufgenommen werden können, so dass die tomographischen NMR-Bildaufnahmen automatisch zu spezifizierten Zeiten gemacht werden können. Zusätzlich ist es auch möglich automatisch eine unbehandelte Region des Tumors 7, die noch nicht thermisch degeneriert ist und für die weitere Behandlung vorgesehen werden sollte, durch einen Vergleich der tomographischen NMR-Bilder vor und nach der Ultraschallwellenbehandlung zu bestimmen, und es kann der Brennpunkt 6 der intensiven anzuwendenden Ultraschallwellen durch den Ultraschallwellenapplikator 1 für die weitere Behandlung automatisch auf die bestimmte unbehandelte Region gelegt werden.
Es sollte auch bemerkt werden, dass es durch die Verwendung der chemischen Verschiebungsdaten vor und nach der Ultraschallwellenbehandlung möglich wird, die Änderung der Temperatur an verschiedenen Teilen innerhalb des Körpers des Patienten 3 zu bestimmen, so dass das Auftauchen der übermäßigen Heizung vom Bediener auch visuell inspiziert werden kann. Hier wieder kann um des leichten visuellen Verständnisses Willen ein Differenzbild von der Steuerschaltungseinheit 12 kalkuliert werden und auf dem CRT-Bildschirm ausgegeben werden, in dem die nach der Ultraschallwellenbehandlung aufgenommenen chemischen Verschiebungsdaten von den vor der Ultraschallwellenbehandlung aufgenommenen Verschiebungsdaten abgezogen werden.
Wenn der Effekt der Ultraschallwellenbehandlung vom Bediener entsprechend der oben beschriebenen visuellen Inspektion als ausreichend beurteilt wird, befiehlt der Bediener von der Bedienerkonsole 16 aus das Ende der Ultraschallwellenbehandlung. An diesem Punkt kann das geführte Protokoll der Ultraschallwellenbehandlung entweder auf dem CRT-Bildschirm 17 oder auf dem Drucker 20 ausgegeben werden.
Auch werden, ähnlich zur zweiten oben beschriebenen Ausführung, die statische Magnetfeldspule 9a und die Gradientenmagnetfeldspulen 10a des CT-Teils, der die MRI-Vorrichtung enthält, als Helmholtztyp mit dem zentralen Bohrungsbereich 203 gebildet, während der Gruppenultraschallwellenapplikator 1a aus nicht magnetischen Materialien gebildet wird, so dass es möglich wird den Gruppenultraschallwellenapplikator 1a durch diesen zentralen Bohrungsbereich 203 mit einer einfachen Änderung der Orientierung der RF-Spule 11 an den Patienten 3 anzubringen, ohne den Patienten 3 zu bewegen.
Folglich ist es nicht notwendig die Position des Patienten 3 in der tomographischen NMR-Bildaufnahmeprozedur und in der Ultraschallwellen-Behandlungsprozedur zu ändern, so dass die Zeitdifferenz zwischen der Ultraschallwellenbehandlung und der visuellen Inspektion unter Verwendung der tomographischen NMR-Bildaufname reduziert werden kann und der möglicher Weise ärgerliche Einfluß der Körperbewegung durch den Patienten 3 während der Zeitspanne zwischen diesen beiden Arbeitsschritten auch reduziert werden kann.
Daher wird es gemäß dieser dritten Ausführung zusätzlich zu den Vorteilen der zweiten oben beschriebenen Ausführung möglich, das Verständnis des Bedieners für die Ausgabe der tomographischen Ultraschallbilder während der Ultraschallwellenbehandlung in Echtzeit dadurch zu unterstützen, dass das statische Bild des entsprechenden zweidimensionalen tomographischen Bildes, erhalten im CT-Teil, auch ausgegeben wird, so dass die Genauigkeit und die Effizienz in der Ultraschallwellenbehandlung verbessert werden können.
Mit Bezug auf die Abbildungen 8 und 9 wird jetzt eine vierte Ausführung einer medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Hier werden den Elementen, die substantiell den entsprechenden Elementen in der zweiten oben beschriebenen Ausführung gleich sind, dieselben Hinweisziffern gegeben und ihre Beschreibung wird weggelassen.
In dieser vierten Ausführung hat die zu benutzende medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung eine Konfiguration, die zu der oben in 2 für die zweite Ausführung gezeigten Konfiguration identisch ist, mit der Ausnahme, dass die RF-Spule 11a, die in der Konfiguration der 2 benutzt wurde, durch eine RF-Endokavernensonle 11b ersetzt wird, die innerhalb einer Endokavernensonde 27 zur Verfügung gestellt wird, um wie in der 8 gezeigt, in eine Körperhöhle des Patienten 3 eingeführt zu werden.
Die Endokavernensonde 27 hat eine Konfiguration wie in 9 gezeigt, die einen Fall zeigt, in dem die Endokavernensonde 27 in das Rektum eingeführt ist, um den Tumor 7 des daneben an einer Darmwand 28 des Rektum liegenden Prostatakrebses zu behandeln. Wie in der 9 gezeigt, enthält die Endokavernensonde 27: eine Körpersonde 29, mit der RF-Endokavernenspule 11b darin; einen elastischen Wassersack 64, der den Sondenkörper 29 umgibt, und der mit Wasser 65, das aus einer extern liegenden Wasserversorgungs-Schaltungseinheit geliefert wird, gefüllt werden soll; einer Vielzahl von Temperaturfühlern 60, wie Thermoelemente und Intensitätsfühlern 61, wie PVDF-Filme, die um den Wassersack 64 herum zur Verfügung gestellt werden, um die Temperatur an den Positionen der Temperaturfühler 60 und die Intensität der intensiven Ultraschallwellen an den Positionen der Intensitätsfühler 61 zu messen; einen Wasserversorgungsschlauch 62, um das Wasser 65 zur Füllung des Wassersacks 64 aus der Wasserversorgungs-Schaltungseinheit zu liefern; und ein Kabel zur Übertragung der von der Endokavernensonde 27 gesammelten Informationen sowie der an die Endokavernensonde 27 zu liefernden Signale.
Diese Endokavernensonde 27 wird in das Rektum des Patienten 3 bis zu einer Position in der Nachbarschaft des zu behandelnden Tumor 7 eingeführt, wodurch die intensiven anzuwendenden Ultraschallwellen in der Ultraschallwellenbehandlung sich fortbewegen werden. Dann wird das Wasser von der Wasserversorgungs-Schaltungseinheit in den Wassersack 64 gefüllt, so dass sich keine Luft in der Einfallsroute der anzuwendenden intensiven Ultraschallwellen befindet. Diese Entfernung der Luft aus der Einfallsroute der intensiven Ultraschallwellen hat den Effekt, das die Beschädigung des nahen normalen Gewebes durch die Zugkraft, die durch die Reflexion der intensiven Ultraschallwellen an der Grenze der Luft und des lebenden Körpers verursacht werden kann, verhindert wird.
Hier werden die Temperaturfühler 60 und die Intensitätsfühler 61 an der Oberfläche des Wassersacks 64 so zur Verfügung gestellt, das sie keinen Kontakt mit dem in dem Wassersack 64 eingefüllten Wasser 65 herstellen, und sie erzeugen Direktkontakte mit der Darmwand 28. Zusätzlich werden eine Vielzahl von Temperaturfühlern 60 und Intensitätsfühlern 61 in regelmäßigen Intervallen um den gesamten Umfang des Wassersacks herum, wie in 9 gezeigt, angeordnet, so dass keine Notwendigkeit besteht, die Endokavernensonde 27 zu drehen, nachdem sie in das Rektum eingeführt ist, um die Temperaturfühler 60 und die Intensitätsfühler 61 mit der Darmwand 28 in Kontakt zu bringen.
Die tomographische NMR-Bildaufnahmeoperation durch den CT-Teil wird in der vierten Ausführung mit der Endokavernensonde 27 an dieser Position ausgeführt, und da die RF-Endokavernenspule 11b sehr nahe an die Quelle der NMR-Signale plaziert werden kann, können in dieser tomographischen NMR-Bildaufnahmeoperation die tomographischen NMR-Bilder mit hoher Bildqualität erzielt werden.
Dann wird die Endokavernensonde 27 bei der Ausführung des Ultraschallwellenbehandlung in dieser Position belassen, so dass, wenn die intensiven Ultraschallwellen von dem phasengesteuerten Gruppenultraschallwellenapplikator 1a angewendet werden, die Temperaturfühler 60 und die Intensitätsfühler 61 die Temperatur an den Positionen der Temperaturfühler 60 und die Intensität der intensiven Ultraschallwellen an den Positionen der Intensitätsfühler 61 messen, und diese Daten mit dem Kabel 63 an die Steuerschaltungseinheit 12 übertragen werden. Als Reaktion kalkuliert die Steuerschaltungseinheit 12 die Unterschiede zwischen den vorgeschriebenen optimalen Werten für die Temperatur und die Intensität und den Maximalwerten der Temperaturen und der Intensitäten, die von den Temperaturfühlern 60 und den Intensitätsfühlern 61 gemessen wurden, und passen die Steuerung der Phasensteuerschaltungseinheit 204 an, um die kalkulierten Unterschiede zu minimieren.
Während dieser Arbeitsschritte wird das Wasser 65, das den Wassersack 64 füllt, durch die Steuerung der Wasserversorgungsschaltung so zirkuliert, dass das Wasser 65 als Kühlmittel zur Verhinderung einer möglichen Beschädigung der Darmwand 28 durch das exzessive Heizen wirkt.
Es muß bemerkt werden, dass die gleichen Operationen für die Tumore an anderen Organen als der Prostata, wie der Blase und der Gebärmutter, durchgeführt werden können.
Es sollte auch bemerkt werden, dass die oben beschriebene Endokavernensonde 27 mit der Konfiguration der 1 für die erste oben beschriebene Ausführung, anstelle der beschriebenen Konfiguration der 2, angepaßt werden kann.
Daher wird es möglich gemäß dieser vierten Ausführung, zusätzlich zu den Vorteilen der zweiten oben beschriebenen Ausführung, die Information bezüglich der Temperatur und der Intensität der intensiven angewandten Ultraschallwellen an der Position der Endokavernensonde während der Ultraschallwellenbehandlung zu benutzen, so das die Genauigkeit und die Effizienz in der Ultraschallwellenbehandlung verbessert werden kann.
Mit Bezug auf die 10 wird jetzt eine fünfte Ausführung einer medizinischen Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
In dieser fünften Ausführung enthält die medizinische Ultraschallwellen-Behandlungsvorrichtung im Allgemeinen einen Ultraschallwellen-Behandlungsteil und einen berechneten Tomographieteil (computed tomography -CT), wie in den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungen, wobei der CT-Teil eine Konfiguration besitzt, die substantiell ähnlich zu der Konfiguration ist, die in beiden, der ersten oder zweiten Ausführung verwendet wird, so dass ihre Beschreibung weggelassen wird.
Der Ultraschallwellen-Behandlungsteil dieser fünften Ausführung hat eine Konfiguration wie in der 10 gezeigt, die einen phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikator 30 enthält, der aus einem Ultraschallwandler 31, mit einer kugelförmigen Oberfläche zur Erzeugung intensiver Ultraschallwellen, besteht, die auf den Tumor 7 im Patienten 3 anwenden sind, und aus einer Vielzahl piezoelektrischer Elemente gebildet wird, eine akustische Kopplungsflüssigkeit 33 zur Übertragung der von dem Ultraschallwandler 31 erzeugten intensiven Ultraschallwellen zum Patienten 3, einen Wassersack zur Speicherung der akustischen Kopplungsflüssigleit 33, und eine Ultraschallwellensonde 36 zur Sammlung von Ultraschallaufnahmedaten, die sich im Zentrum des Ultraschallwandlers 31 befindet, damit sie um ihre zentrale Achse drehbar und entlang ihrer zentralen Achse beweglich ist.
Der Ultraschallwellen-Behandlungsteil der 10 enthält weiterhin: eine Antriebsschaltungseinheit 40 mit einer Vielzahl von Antriebsschaltungen zum Antrieb einer Vielzahl von phasengesteuerten Gruppenkanälen des Ultraschallwandlers 31, um die intensiven Ultrasdchallwellen einer gewünschten Intensität zu erzeugen; eine Energieversorgungs-Schaltungseinheit 40; eine Verzögerungsschaltungseinheit 43 mit einer Vielzahl von Verzögerungsschaltungen zur Steuerung der Antriebstakte einer Vielzahl von Antriebsschaltungen in der Antriebssteuerungs-Schaltungseinheit 40; eine Antriebstriggerpuls-Erzeugungseinheit 44 zur Erzeugung eines Antriebstriggerimpulses, der an die Verzögerungsschaltungseinheit 43 zu liefern ist; und eine Steuerschaltungseinheit 42 zur Steuerung der Operationen der Energieversorgungs-Schaltungseinheit 41, der Verzögerungsschaltungseinheit 43, und der Antriebstriggerpuls-Erzeugungseinheit 44.
Hier kann der Brennpunkt 6 der intensiven Ultraschallwellen, die vom phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikator 30 anzuwendenden sind, durch Steuerung der Antriebstakte einer Vielzahl von Antriebsschaltungen in der Antriebssteuerschaltungseinheit 40 von der Verzögerungsschaltungseinheit 43 unter der geeigneten Steuerung durch die Steuerschaltungseinheit 42, geändert werden. Im Falle der Aufheizung des zu behandelnden Tumors 7 wird die Antriebsschaltungseinheit 40 gesteuert, die Stoßsignale eines konstanten Spannungsniveaus kontinuierlich an den phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikator 30 zu senden. Mehr Details über die Antriebsschaltungseinheit 40, die Energieversorgungseinheit 41, die Verzögerungsschaltungseinheit 43 und die Antriebstriggerpulseinheit 44 können in der japanischen Patentanmeldung Nr. 3-306106 gefunden werden.
Der Ultraschallwellen-Behandlungsteil der 10 enthält weiterhin: eine Ultraschallaufnahmevorrichtung 38 zur Übernahme der tomographischen Ultraschallbilder aus den von der Ultraschallwellensonde 36 gesammelten Ultraschallaufnahmedaten; einen digitalen Abtastekonverter (digital scan converter – DSC) 39 zur Überlagerung des Brennpunktes 6 und der Einfallsroute der anzuwendenden intensiven Ultraschallwellen, einer geheizten Region auf dem Tumor 7 und anderer Information, die von der Steuerschaltungseinheit 42 über die von der Ultraschall-Aufnahmevorrichtung 38 erzielten tomographischen Ultraschallbilder geliefert wird; einen CRT-Bildschirm 37 zur Ausgabe des vom DSC 39 erhaltenen Bildschirminhalts; und ein Bilddateneingabevorrichtung 45 zur Eingabe der Bilddaten, die aus dem Bildschirminhalt, ausgegeben durch den CRT-Bildschirm 37 unter Verwendung einer Lichtstiftvorrichtung 49, an die Steuerschaltungseinheit 42 geliefert werden sollen.
Hier kann die Steuerschaltungseiheit 42 die geheizte Region auf dem Tumor 7 annähernd aus den Positionen und Formen des Brennpunktes 6, der Flüssigkeitsgleichung, und den thermischen Absorptionskoeffizienten des Patienten 3 berechnen. Die geheizte Region kann in einer anderer Farbe als im Falle eines Lithotriptors ausgegeben werden, um ein exzessives Heizen zu vermeiden. Der CRT-Bildschirm 37 kann auch die vom CT-Teil erhaltenen Tomographiebilder wie oben in der dritten Ausführung beschrieben ausgeben.
Etwas genauer gesagt, kann der CRT-Bildschirm 37, wie in 11A gezeigt, die dreidimensionale Bildinformation 46 auf dem Tumor 7, die entweder aus den tomographischen Ultraschallbildern, erzielt von der Ultraschallaufnahmevorrichtung 38 oder dem CT-Teil erhalten wurde, zusammen mit dem dreidimensionalen Koordinatenrahmen 47 und der geheizten Region 48, die von der Steuerschaltungseiheit 42 kalkuliert wurde, ausgeben. Hier wird, um eine dreidimensionale Bildinformation 46 zu erhalten, jedes zweidimensionale tomographische Bild auf jeder Aufnahmeschnittebene 46a, das von der Ultraschallaufnahmevorrichtung 38 oder dem CT-Teil erzielt wurde, auf dem CRT-Bildschirm 37 ausgegeben und der Umriß 7a des zu behandelnden Tumors 7 auf jeder Aufnahmeschnittebene 46a wird in die Steuerschaltungseinheit 42 unter Verwendung der Dateneingabevorrichtung 45 und der Lichtstiftvorrichtung 49 eingegeben, und dann wird die dreidimensionale Bildinformation 46 in der Steuerschaltungseinheit 42 durch Integration der eingegebenen Umrisse 7a kalkuliert. Weitere Details über die Art und Weise, die dreidimensionale Bildinformation 46 zu erhalten, kann in der japanischen Patentanmeldung, offengelegt in der Nr. 61-209643 gefunden werden.
Alternativ kann der CRT-Bildssschirm 37 eine ellipsoide in 12C gezeigte dreidimensionale Bildinformation 46 ausgeben, die durch die Messung der maximalen Längen La, Lb und Lc entlang der Koordinatenachsen x, y, und z des Tumors 7 erhalten wird, wie in den Abbildungen 12A und 12B angedeutet, und dann in der Steuerschaltungseinheit 42 ein Ellipsoid 46 mit einem etwa gleichen Volumen wie der Tumor 7 entsprechend den gemessenen Längen La, Lb und Lc kalkulieren.
Jetzt wird in dieser fünften Ausführung die Anwendung der intensiven Ultraschallwellen vom phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikator 30 in der folgenden Prozedur ausgeführt, die entworfen wurde, um den Verlust der akustischen Energie aufgrund der Kavitation zu reduzieren.
Zuerst wird der Tumor 7, wie in den Abbildungen 13A und 13B gezeigt, entlang den Koordinatenachsen x, y und z in eine Vielzahl von Zellen geteilt, von denen jede eine Dicke Δdx, Δdy und Δdz entlang den Koordinatenachsen x, y und z hat. Hier werden die Dicken Δdx, Δdy, und Δdz jeder Zelle entsprechend zur Größe des Brennpunktes 6 der intensiven anzuwendenden Ultraschallwellen und zum thermischen Absorptionskoeffizienten des Patienten 3 bestimmt, so dass ein zufriedenstellender Heizungseffekt an jeder Zelle durch die Anwendung der intensiven Ultraschallwellen in der unten beschriebenen Prozedur erreicht werden kann. Hier wird die Größe jeder Zelle etwas kleiner als die Größe des Brennpunktes 6 der intensiven anzuwendenden Ultraschallwellen festgelegt, um die Anwendung der intensiven Ultraschallwellen auf die gesamte Zelle abzusichern. Außerdem wird die Dicke Δdz gewöhnlich größer als die Dicken Δdx und Δdz festgelegt.
Danach werden die intensiven Ultraschallwellen vom phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikator 30 auf jede geteilte Zelle durch sequentielles Verschieben des Brennpunktes 6 der intensiven Ultraschallwellen entsprechend der vorbestimmten Reihenfolge angewandt, wie z.B. der in der 14 hingewiesenen Reihenfolge.
Gemäß der in der 14 hingewiesenen Reihenfolge wird nämlich die in der 14 mit 1 bezeichnete Zelle zuerst beschossen, die in der 14 mit 2 bezeichnete Zelle wird als Nächste beschossen, usw. Diese Reihenfolge wurde erdacht, um die aufeinanderfolgenden Positionen des Brennpunktes 6 so weit voneinander distanziert wie irgendwie möglich zu gestalten, um den Einfluß aufgrund der Kavitation zu minimieren.
Hier werden die intensiven Ultraschallwellen nicht auf die Zellen angewandt, die nicht einen Teil des Tumors 7 abdecken, so dass die unerwünschte Schädigung des normalen Gewebes vermieden werden kann.
Auch kann die Verschiebung des Brennpunktes 6 entweder durch eine Phasensteuerung des phasengesteuerten Gruppenultraschallwellen-Applikators 30 durch die Verzögerungseinheit 43 realisiert werden, oder durch eine mechanische Steuerung der physikalischen Positionen des phasengesteuerten Gruppenultraschall-Applikators 30.
Es sollte hier bemerkt werden, dass jede Zelle weiter in Unterzellen aufgeteilt werden kann, so dass der Brennpunkt 6 der intensiven Ultraschallwellen wenn gewünscht in Einheiten dieser Unterzellen verschoben wird.
Daher wird es gemäß dieser fünften Ausführung, zusätzlich zu den Vorteilen der ersten und zweiten oben beschriebenen Ausführung, möglich den Einfluß aufgrund der Kavitation zu reduzieren, so dass die Genauigkeit und die Effizienz in der Uktraschallwellenbehandlung verbessert werden kann.
Es sollte hier weiter bemerkt werden, dass viele Modifikationen und Variationen der obigen Ausführungen, neben den oben schon Erwähnten, ohne Abweichung von den neuen und vorteilhaften Merkmalen der vorliegenden Erfindung gemacht werden können. All diese Modifikationen und Variationen sind innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche.

Claims

Ein medizinisches Ultraschallbehandlungsgerät, umfassend: a) Computertomographiemittel zum Erhalten einer dreidimensionalen Bildinformation eines zu behandelnden Objektes (7), b) Ultraschallanwendermittel zum Anwenden von Ultraschallwellen, die sich durch einen gemeinsamen Brennpunkt zu dem zu behandelnden Objekt ausbreiten, c) Eingabemittel (16, 49) zum Eingeben eines Ultraschallwellenbehandlungsplanes mit einem Brennpunktabtastmuster in der dreidimensionalen Bildinformation, d) Brennpunktsteuerungsmittel zum Verändern des gemeinsamen Brennpunktes gemäß dem durch das Eingabemittel eingegebenen Brennpunktabtastmuster, e) Berechnungsmittel (12) zum Bestimmen der Position des durch das Brennpunktsteuerungsmittel veränderten gemeinsamen Brennpunktes in der dreidimensionalen Bildinformation, und f) Steuerungsschaltkreiseinheit (12) zum Steuern eines Darstellungsmittels (17) zum Darstellen der dreidimensionalen Bildinformation des Objektes in Überlagerung mit dem gemeinsamen Brennpunkt an der durch das Berechnungsmittel (12) bestimmten Position.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Computertomographiemittel durch eine kernmagnetische Resonanzabbildungsvorrichtung gebildet wird, die ebenfalls angepasst ist zum Nehmen von T2 gewichteten Tomographieabbildungen vor und nach einem Anlegen von den Ultraschallwellen durch das Ultraschallwellenanwendermittel, das Berechnungsmittel ebenso angepasst ist zum Berechnen einer Differenzabbildung zwischen den T2 gewichteten Tomographieabbildungen, die durch das Computertomographiemittel vor und nach dem Anwenden der Ultraschallwellen durch das Ultraschallwellenanwendermittel genommen werden, und das Darstellungsmittel ebenso angepasst ist zum Darstellen der durch das Berechnungsmittel berechneten Differenzabbildung.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Computertomographiemittel durch eine kernmagnetische Resonanzabbildungsvorrichtung gebildet wird, die ebenso angepasst ist zum Nehmen chemisch verschobener Daten vor und nach einem Anwenden der Ultraschallwellen durch das Ultraschallwellenanwendermittel, das Berechnungsmittel ebenso angepasst ist zum Berechnen einer Differenzabbildung zwischen den chemischen Verschiebungsdaten, die durch das Computertomographiemittel vor und nach dem Anwenden der Ultraschallwellen durch das Ultraschallwellenanwendermittel genommen werden, und das Darstellungsmittel ebenso angepasst ist zum Darstellen der durch das Berechnungsmittel berechneten Differenzabbildung.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Darstellungsmittel ebenso angepasst ist zum Darstellen einer Inzidenzroute der durch das Ultraschallwellenanwendermittel angewendeten Ultraschallwellen in Überlagerung mit der dreidimensionalen Abbildungsinformation.
Gerät gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Ultraschallwellensondenmittel, das in Verbindung mit dem Ultraschallwellenanwendermittel bereitgestellt wird zum Sammeln von Ultraschallwellenabbildungsdaten des zu behandelnden Objektes; und Ultraschalltomographieabbildungsmittel zum Erhalten von Ultraschalltomographieabbildungen des zu behandelnden Objektes von den durch das Ultraschallwellensondenmittel gesammelten Ultraschallwellenabbildungsdaten, wobei das Darstellungsmittel ebenso angepasst ist zum Darstellen der durch das Ultraschalltomographieabbildungsmittel erhaltenen Ultraschalltomographieabbildungen.
Gerät gemäß Anspruch 5, wobei das Darstellungsmittel ebenso angepasst ist zum Darstellen eines laufend durch das Ultraschallwellensondenmittel abgetasteten Scheibenbereiches in Überlagerung mit der dreidimensionalen Abbildungsinformation.
Gerät gemäß Anspruch 5, wobei das Computertomographiemittel ebenso angepasst ist zum Erhalten zweidimensionaler Tomographieabbildungen des zu behandelnden Objektes, und das Darstellungsmittel ebenso angepasst ist zum Darstellen der durch das Ultraschalltomographieabbildungsmittel erhaltenen Ultraschalltomographieabbildungen in Echtzeit, einher mit entsprechenden Ansichten der durch das Computertomographiemittel erhaltenen zweidimensionalen Tomographieabbildungen.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Computertomographiemittel durch eine kernmagnetische Resonanzabbildungsvorrichtung gebildet wird, und das Gerät ferner ein Endokavernensondenmittel umfasst zum Einführen in eine Körperaushöhlung des zu behandelnden Objektes mit einer RF-Spule zum Anwenden von RF-Pulsen und Sammeln kernmagnetischer Resonanzsignale zum Verwenden durch das Computertomographiemittel.
Gerät gemäß Anspruch 8, wobei das Endokavernensondenmittel mit einem Temperatursensormittel zum Messen einer Temperatur an einer Position des Endokavernensondenmittels und einem Intensitätssensormittel zum Messen einer Intensität der durch das Ultraschallwellenanwendermittel angewendeten Ultraschallwellen an einer Position des Endokavernensondenmittels ausgerüstet ist.
Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Brennpunktsteuerungsmittel ebenso angepasst ist zum aufeinanderfolgenden Verschieben des gemeinsamen Brennpunktes der Ultraschallwellen unter aufgeteilten Teilen des zu behandelnden Objektes in einer Reihenfolge, in der keine zwei aufeinanderfolgenden Positionen des Brennpunktes auf aneinanderliegenden der aufgeteilten Teile platziert sind.