JP2000060857A - 前立腺撮像装置及び前立腺肥大治療装置 - Google Patents

前立腺撮像装置及び前立腺肥大治療装置

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JP2000060857A JP10238080A JP23808098A JP2000060857A JP 2000060857 A JP2000060857 A JP 2000060857A JP 10238080 A JP10238080 A JP 10238080A JP 23808098 A JP23808098 A JP 23808098A JP 2000060857 A JP2000060857 A JP 2000060857A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 前立腺の固さ分布から変性組織を識別し、変
性部分と治療したい部分との比較から治療効果を判定す
る前立腺肥大治療装置を提供する。 【解決手段】 被検者の尿道22から挿入するバルーン
3付きのカテーテル2と、超音波探触子31を被検者の
直腸23から挿入し前立腺21の断層像を撮像する超音
波断層像撮像部5、6と、超音波探触子31からの超音
波の照射により前立腺21の肥大の治療を行なう超音波
照射部5、6と、断層像を表示する表示部4と、バルー
ン付きカテーテルの操作、及び断層像の撮像の制御を行
なう制御部5とを有し、バルーンの大きさを制御して尿
道から前立腺を加圧して断層像を撮像して、加圧前後の
断層像を表示部に並べて表示する。 【効果】 強力超音波による前立腺治療中、又は治療後
に、治療の効果判定が簡単、正確にできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、経直腸で挿入した
治療用探触子からの超音波照射により前立腺肥大を治療
中、又は治療後に同じく経直腸で挿入したイメージング
用探触子(治療用探触子がイメージング用探触子を兼ね
る場合は挿入される探触子は1本であり、治療用探触子
がイメージング用探触子を兼ねない場合は挿入される探
触子は2本である)により治療部位を超音波Bモード像
で観測し、治療効果を判定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は生体組織に圧力をかけない状態で
前立腺超音波断層像を撮像し治療効果を判定していた。
【0003】従来技術1(Ultrasonic Im
aging 13、pp.111−134(199
1))には、生体組織の加圧前後で超音波断層像を撮像
し、加圧前後の超音波断層像を比較して、加圧前の超音
波断層像では観測できない組織の固さを識別できること
が開示されている。即ち、固い組織と柔らかい組織は加
圧したときのつぶれ方が異なるため、加圧前後の超音波
断層像を比較して固い組織と柔らかい組織を識別できる
こと、加圧前後の断層像を比較し組織のつぶれ具合から
固さを自動判定するアルゴリズムが開示されている。
【0004】従来技術2(米国特許5676692)に
は、治療用探触子が焦点を定める指標として、尿道中に
挿入されたカテーテルを利用することが開示されてい
る。
【0005】従来技術3(IEEE UFFC、Vo
l.41、No3.、pp.314−325(199
4))には、加圧前後の断層像を比較し組織のつぶれ具
合から固さを、断層像間の相互相関、又はスペックルト
ラッキングを用いて、自動判定するアルゴリズムが開示
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】生体組織に圧力をかけ
ない状態の前立腺超音波断層像に治療前後で変化がない
場合、従来方法では治療効果を認定することができなか
った。従来技術1によれば、生体組織の加圧前後で超音
波断層像を撮像し、加圧前後の超音波断層像を比較し
て、加圧前の超音波断層像では観測できない組織の固さ
を識別できることが開示されているので、治療前後の前
立腺で組織の固さに差が生じる場合は、加圧前後の超音
波断層像を比較して、加圧前の超音波断層像ではわから
ない治療効果を認識できる。
【0007】本発明の目的は、前立腺の加圧前後の超音
波断層像を比較して、加圧前の超音波断層像からは識別
できない治療による組織の固さ変化を観察する前立腺撮
像装置及び前立腺肥大治療装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の前立腺撮像装置
は、被検者の尿道から挿入するバルーン付きのカテーテ
ルと、超音波探触子を被検者の直腸から挿入し前立腺の
断層像を撮像する超音波断層像撮像部と、断層像を表示
する表示部と、バルーン付きカテーテルの操作、及び断
層像の撮像の制御を行なう制御部とを有し、バルーンの
大きさを制御して尿道から前立腺を加圧して断層像を撮
像して、加圧前後の断層像を表示部に並べて表示する。
【0009】本発明の前立腺肥大治療装置は、被検者の
尿道から挿入するバルーン付きのカテーテルと、超音波
探触子を被検者の直腸から挿入し前立腺の断層像を撮像
する超音波断層像撮像部と、超音波探触子からの超音波
の照射により前立腺の肥大の治療を行なう超音波照射部
と、断層像を表示する表示部と、バルーン付きカテーテ
ルの操作、及び断層像の撮像の制御を行なう制御部とを
有し、バルーンの大きさを制御して尿道から前立腺を加
圧して断層像を撮像して、加圧前後の断層像を表示部に
並べて表示する。本発明の前立腺肥大治療装置では、加
圧前の超音波断層像では判別できなかった前立腺肥大の
治療効果を判定できる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、第1の実施例の前立腺撮
像装置の構成例を示す図である。図1に於いて、1はイ
メージング用探触子、2はバルーン付きカテーテル、3
はバルーン、4は画像表示装置、5は制御部、6は超音
波断層像撮像部である。
【0011】図2は、第1の実施例の前立腺撮像装置の
操作を説明する図である。図2に於いて、20は膀胱、
21は前立腺、22は尿道、23は直腸、24は精嚢で
ある。被検者の尿道22からバルーン付きカテーテル2
を、前立腺21の近くまで挿入する。強力超音波による
前立腺の治療中、又は治療後数日間は尿道22がふさが
らないようにカテーテルを挿入するのが一般的である。
カテーテル2の先端を膀胱に入れると同時に、バルーン
3により前立腺を加圧するために、尿道22に挿入され
るカテーテル2の横腹にバルーン3が配置されている。
【0012】図3は、第2の実施例の前立腺超音波治療
装置の構成例を示す図である。
【0013】図3に於いて、7は治療用探触子、8は治
療用探触子制御部、9は圧電素子である。治療用探触子
7は固定焦点である圧電素子9を含み、直腸に挿入さ
れ、圧電素子9が、例えば、約周波数4MHz、数KW
/cm2の強度の超音波を前立腺の治療部位に対し照射
する。治療用探触子制御部8は治療用探触子7の移動、
超音波の照射時間、照射強度等を制御する。治療用の超
音波が十分に照射された部分では生体組織が変性し、照
射されていない部分との間に固さ(弾性率)の差が生じ
る。変性した前立腺部分が治療したい部分と一致すれば
治療は成功と結論できる。
【0014】図4は、本発明の前立腺撮像装置、及び前
立腺肥大治療装置で使用するバルーン付きカテーテルの
構成を示す図である。図4に於いて、10はバルーン3
へつながる空気管、11は膀胱から尿を排出させる尿排
出管である。空気管10を通してバルーン3へ空気の出
し入れを行ない、バルーン3の大きさを調節する。
【0015】図5は、バルーンによる加圧前後の超音波
断層像の比較から固い組織と柔らかい組織を識別する方
法の概略を説明する図である。図5(a)、図5(b)
に於いて、12は固い組織、13は柔らかい組織であ
り、固い組織12を柔らかい組織13が挟んでいると仮
定する。図5(a)は加圧前の超音波断層像、図5
(b)は加圧後の超音波断層像を示す。加圧前の各組織
の厚さをL、加圧により押された長さを2ΔLとする。
加圧前の組織全体の長さは3L、加圧後の組織全体の長
さは3L−2ΔLである。固い組織12は柔らかい組織
13に比べて加圧された時につぶれにくいため、加圧前
後で厚さが殆ど変化しない。一方、柔らかい組織13は
加圧により厚さが変化しやすい。従って、加圧前後で組
織の断層像を比較し、つぶれている組織とつぶれていな
い組織を判別すれば、組織全体の固さ分布を知ることが
できる。簡単のため、図5(b)では固い組織12の厚
さ変化が0、柔らかい組織13の厚さ変化がΔLとし
た。以上の原理に基づき本発明では、加圧前後で前立腺
の超音波断層像を比較し、各組織のつぶれ具合から前立
腺全体の固さ分布を調べ、変性した部分を特定して治療
効果を判定する。
【0016】精度良く固さ分布を調べるには、前立腺に
極力近い部分から加圧する必要がある。例えば、下腹部
を直接押す方法では、加圧部位と前立腺との間に余分な
生体組織が入り圧力が前立腺まで有効に伝わらない。本
発明では、強力超音波による前立腺の治療中、又は治療
後数日間は尿道がふさがらないようにカテーテルを挿入
するのが一般的であることに着目した。尿道は前立腺に
隣接しているため尿道からの加圧は、前立腺の固さ分布
を調べるのに最も効果的な加圧方法である。本発明で
は、バルーン付きカテーテル2を尿道に挿入して、バル
ーン3の大きさを調節して尿道から前立腺に対し圧力を
かける。加圧前後の前立腺を超音波断層像撮像部6で画
像化する。バルーン付きカテーテル2の操作、超音波断
層像撮像部6による撮像は、制御部5により制御され
る。
【0017】図6は、第1の実施例の前立腺撮像装置の
詳細な構成例を示す図である。図6に於いて、14は送
波回路、15は受波回路、16は機械制御部、17は電
子制御部である。超音波断層像撮像部6は送波回路14
と受波回路15から構成される。送波回路14はイメー
ジング用探触子1に対し送波パルスを与え、受波回路1
5はイメージング用探触子1からの受波信号を整相加算
する。制御部5は機械制御部16と電子制御部17から
構成される。機械制御部16はバルーン付きカテーテル
2の移動制御、バルーン3の大きさ制御等を行なう。電
子制御部17は送波フォーカス距離、送受波口径等を決
定して送波回路14、受波回路15を制御する。超音波
断層像撮像部6で得られた加圧前の断層像と加圧後の断
層像が画像表示装置4に表示される。
【0018】図7は、変性部分が変性のない部分より固
い場合のバルーンによる加圧前後の超音波断層像の例を
模式的に示す図、図8は、変性部分が変性のない部分よ
り柔らかい場合のバルーンによる加圧前後の超音波断層
像の例を模式的に示す図である。図7、図8は簡単のた
め尿道とその周辺部分のみの画像を示し、18は加圧前
の断層像、19は加圧後の断層像、26は治療用超音波
照射により変性した前立腺の部分、27は治療用超音波
照射により変性しない前立腺の部分、28はその他の前
立腺の部分、29は尿道の周辺部分である。図7、図8
では、尿道の上側に治療用超音波照射により変性した前
立腺の部分26と治療用超音波照射により変性しない前
立腺の部分27を仮定している。なお、断層像には現れ
ていないが、尿道中にはバルーン3が挿入されている。
図7は、治療用超音波照射により変性しない前立腺の部
分27に比べて、治療用超音波照射により変性した前立
腺の部分26が固くなった場合の加圧前後の断層像、図
8は、治療用超音波照射により変性しない前立腺の部分
27に比べて、治療用超音波照射により変性した前立腺
の部分26が柔らかくなった場合の加圧前後の断層像で
ある。加圧後の断層像19では、尿道中のバルーン3が
膨らみ尿道22が広がる。加圧前の断層像18と加圧後
の断層像19の治療用超音波照射により変性した前立腺
の部分26と、治療用超音波照射により変性しない前立
腺の部分27とを、装置の使用者が比較する。
【0019】図7では、治療用超音波照射により変性し
ない前立腺の部分27は柔らかいため、尿道からの圧力
により組織がつぶれているが、治療用超音波照射により
変性した前立腺の部分26は、固いため組織がつぶれて
いない。図8では治療用超音波照射により変性しない前
立腺の部分27は固いため、尿道22からの圧力により
組織がつぶれていないが、治療用超音波照射により変性
した前立腺の部分26は、柔らかいため組織がつぶれて
いる。組織がつぶれ具合は、加圧前の断層像18のみか
らでは得られない情報である。治療用超音波照射により
変性した前立腺の部分26が、治療したい部分に一致し
ていれば治療の効果があったと結論できる。なお、加圧
前の断層像18と加圧後の断層像19の静止画、動画の
組み合わせは任意である。例えば、両者を動画で表示す
る場合、加圧前の断層像18の動画を撮像時にイメージ
メモリに格納し、次に、加圧後の断層像19の撮像時
に、イメージメモリの加圧前の断層像18と、撮像中の
加圧後の断層像19を並べて表示する。
【0020】図9は、第3の実施例の前立腺撮像装置の
構成例を示す図。図9に於いて、参照番号1〜6は、図
2に示す参照番号と同じ構成内容を示し、30は画像比
較部である。図2の構成に於いて、装置の使用者が行な
っていた加圧前後の断層像比較を、図9に示す構成で
は、画像比較部30が各組織の固さを自動的判定する。
【0021】画像比較部30の構成は、従来技術1、3
に開示されている自動判定法をプログラムとして内蔵し
たCPU又はコンピュータとするのが一般的である。画
像比較部30は、加圧前後の断層像比較から各組織の固
さを自動判定した後に、組織の固さ分布を画像化する。
図9に示す構成により自動判定を行なう場合は、画像表
示装置4に、加圧前の断層像18、加圧後の断層像19
の両方を同時に表示する必要はなく、例えば、加圧前の
断層像18と画像比較部30が求めた固さ分布の画像を
並列表示したり、加圧後の断層像19と画像比較部30
が求めた固さ分布の画像を並列表示することが可能であ
る。並列表示ではなく、加圧前の断層像18又は加圧後
の断層像19に画像比較部30が求めた固さ分布の画像
を重ね合わせて表示することも可能である。
【0022】以上述べた前立腺の治療用超音波の照射に
よる治療効果の判定は、治療用超音波照射後に行なうこ
とを仮定した。治療中に治療効果の判定ができれば、治
療用超音波照射の効果が確認された時点で、直ちに治療
用超音波照射を終了することができる。即ち、治療中に
治療効果の判定を行ない、得れた判定を治療用超音波照
射の終点検出として利用できる。
【0023】図10は、第4の実施例の超音波前立腺治
療装置の構成例を示す図である。図10は、治療中の効
果判定が可能な装置の構成例を示し、図10に於いて、
参照番号1〜6は、図2に示す参照番号と同じ構成内容
を示し、31はイメージング(撮像)と治療を兼ねる探
触子である。イメージングと治療を兼ねる探触子31の
構成は、例えば、図3に示した治療用探触子7と同一で
ある場合、治療用の探触子として使用する場合(治療用
超音波照射時)には、中心周波数約4MHz、強度数K
W/cm2の強度で圧電素子9を駆動し、イメージング
用の探触子として使用する場合(断層撮像時)には、中
心周波数約4MHz、治療用超音波照射の強度の約1/
10以下の強度で圧電素子を駆動する。治療用超音波照
射では、圧電素子9は送波のみに使用され、断層撮像時
には、圧電素子9は送受波に使用される。図10に於い
て、制御部5は、図3に示す治療用探触子制御部8、図
6に示す機械制御部16、電子制御部17の機能を合わ
せ持つ。即ち、イメージングと治療を兼ねる探触子31
の移動機構、治療超音波の照射時間、照射強度等を制御
すると同時に、バルーン付きカテーテル2の移動制御、
バルーン3の大きさ制御等を行ない、更に、送波フォー
カス距離、送受波口径等を決定して超音波断層像撮像部
6を制御する。図10では、治療用超音波の照射、加圧
前の断層像の撮像、バルーンによる加圧、加圧後の断層
像の撮像、加圧前後の断層像の比較が、順番に行なわれ
る。断層像の比較から明らかになった変性部分が、治療
したい部分と一致するまで、治療用超音波の照射、加圧
前の断層像撮像、バルーンによる加圧、加圧後の断層像
撮像、断層像の比較を繰り返す。
【0024】図11は、実施例の第4の実施例の超音波
前立腺治療装置で用いるイメージングと治療を兼ねる探
触子の構成例を示す図である。図11に於いて、32は
治療用超音波照射時に使用する治療用の圧電素子、33
は断層撮像時に使用するイメージング用の圧電素子であ
る。治療用の圧電素子32とイメージング用の圧電素子
33は、イメージングと治療を兼ねる探触子31の両側
に配置されており、治療用超音波照射時には、治療用の
圧電素子32を治療用超音波の照射方向に向け、断層撮
像時には、イメージングと治療を兼ねる探触子31を1
80度回転させてイメージング用の圧電素子33を照射
方向に向ける。治療時には超音波の中心周波数4MH
z、強度数KW/cm2で探触子を駆動し、撮影時には
中心周波数4MHzとし、強度は治療時の1/10以下
とする。なお、治療時の超音波の中心周波数を4MH
z、撮影時の中心周波数を約7MHzとしてもよい。
【0025】図12は、実施例の第4の実施例の超音波
前立腺治療装置に於いて、加圧前後の断層像の比較をよ
り有効に行ななうための加圧前後の断層像の撮像方法を
説明する図である。図12は、図11に示すイメージン
グと治療を兼ねる探触子31を、正面から見た図であ
る。図11に於いて、34は加圧前後の断層像の撮像
面、35は加圧後の断層像の撮像面である。各断層像の
撮像面は、図12の紙面に垂直とする。
【0026】加圧前後の断層像比較により組織の固さ分
布を調べる場合、図7、図8に示すように、加圧前後の
断層像に同じ組織が写っていることが必要である。しか
し、加圧前後の断層像を同じ撮像面で収集すると、加圧
により組織が加圧前の断層像の撮像面からずれた場合、
比較ができなくなる。図12に示す例では、加圧前の断
層像は撮像面34で収集し、加圧後の断層像は撮像面3
4、撮像面35の3つの撮像面で収集するので、加圧前
の断層像に写っていた組織が加圧により撮像面34から
ずれた場合にも対応できる。図12に示す例では、加圧
後の断層像の撮像面を3つの撮像面としたが、これに限
るものではない。図12に示す複数撮像面を収集する場
合、イメージングと治療を兼ねる探触子31を機械的に
回転させ撮像面を変えるか、又は、複数素子が2次元に
配列したイメージング用の圧電素子33を用いて、複数
素子の各素子の駆動タイミング、整相時間を電子制御し
て撮像面を変える。
【0027】
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、強力
超音波による前立腺治療中、又は治療後に、バルーンに
よる加圧前後の断層像を比較し組織の固さ分布を調べる
ことにより、治療の効果判定が簡単、正確に実現できる
という顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の前立腺撮像装置の構成
例を示す図。
【図2】本発明の第1の実施例の前立腺撮像装置の操作
を説明する図。
【図3】本発明の第2の実施例の前立腺超音波治療装置
の構成例を示す図。
【図4】本発明の前立腺撮像装置、及び前立腺肥大治療
装置で使用するバルーン付きカテーテルの構成を示す
図。
【図5】本発明の実施例に於いて、加圧前後の超音波断
層像の比較から固い組織と柔らかい組織を識別する方法
の概略を説明する図。
【図6】本発明の第1の実施例の前立腺撮像装置の詳細
な構成例を示す図。
【図7】本発明の実施例に於いて、変性部分が変性のな
い部分より固い場合のバルーンによる加圧前後の超音波
断層像の例を模式的に示す図。
【図8】本発明の実施例に於いて、変性部分が変性のな
い部分より柔らかい場合のバルーンによる加圧前後の超
音波断層像の例を模式的に示す図。
【図9】本発明の第3の実施例の前立腺撮像装置の構成
例を示す図。
【図10】本発明の第4の実施例の超音波前立腺治療装
置の構成例を示す図。
【図11】本発明の実施例の第4の実施例の超音波前立
腺治療装置で用いるイメージングと治療を兼ねる探触子
の構成例を示す図。
【図12】実施例の第4の実施例の超音波前立腺治療装
置に於いて、加圧前後の断層像の比較をより有効に行な
うための加圧前後の断層像の撮像方法を説明する図。
【符号の説明】
1…イメージング用探触子、2…バルーン付きカテーテ
ル、3…バルーン、4…画像表示装置、5…制御部、6
…超音波断層像撮像部、7…治療用探触子、8…治療用
探触子制御部、9…圧電素子、10…空気管、11…尿
排出管、12…固い組織、13…柔らかい組織、14…
送波回路、15…受波回路、16…機械制御部、17…
電子制御部、18…加圧前の断層像、19…加圧後の断
層像、20…膀胱、21…前立腺、22…尿道、23…
直腸、24…精嚢、26…治療用超音波照射により変性
した前立腺の部分、27…治療用超音波照射により変性
しない前立腺の部分、28…その他の前立腺の部分、2
9…尿道の周辺部分、30…画像比較部、31…イメー
ジングと治療を兼ねる探触子、32…治療用の圧電素
子、33…イメージング用の圧電素子、34…加圧前後
の断層像の撮像面、35…加圧後の断層像の撮像面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 勝広 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 梅村 晋一郎 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 佐々木 一昭 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 窪田 純 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 石田 一成 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 篠村 隆一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 川畑 健一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 東 隆 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 4C301 BB12 BB26 CC01 DD21 DD30 EE12 EE14 FF09 FF15 FF26 GB09 HH38 KK12 KK13 LL03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検者の尿道から挿入するバルーン付きの
    カテーテルと、超音波探触子を前記被検者の直腸から挿
    入し前立腺の断層像を撮像する超音波断層像撮像部と、
    前記断層像を表示する表示部と、前記バルーン付きカテ
    ーテルの操作、及び前記断層像の撮像の制御を行なう制
    御部とを有し、前記バルーンの大きさを制御して前記尿
    道から前記前立腺を加圧して前記断層像を撮像して、加
    圧前後の前記断層像を前記表示部に並べて表示すること
    を特徴とする前立腺撮像装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の前立腺撮像装置に於い
    て、前記表示部に表示された加圧前後の前記断層像を自
    動比較する画像比較部を有することを特徴とする前立腺
    撮像装置。
  3. 【請求項3】被検者の尿道から挿入するバルーン付きの
    カテーテルと、超音波探触子を前記被検者の直腸から挿
    入し前立腺の断層像を撮像する超音波断層像撮像部と、
    前記超音波探触子からの超音波の照射により前記前立腺
    の肥大の治療を行なう超音波照射部と、前記断層像を表
    示する表示部と、前記バルーン付きカテーテルの操作、
    及び前記断層像の撮像の制御を行なう制御部とを有し、
    前記バルーンの大きさを制御して前記尿道から前記前立
    腺を加圧して前記断層像を撮像して、加圧前後の前記断
    層像を前記表示部に並べて表示することを特徴とする前
    立腺肥大治療装置。
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