JP2007307188A - 超音波装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】治療装置300の制御により治療用アレイ12から被検体に対して治療用ビームが照射された後、ケーブル6により治療装置300から超音波診断装置200に高速に切り替える。超音波診断装置200の診断用ビーム制御部21は、診断用アレイ11を制御して診断用ビームを被検体射出し、エコー信号を受信する。診断制御部20は、診断用ビーム制御部21と連携して受信した診断用ビームのエコー信号を基に、診断画像や組織の変位分布、温度分布等を算出し、表示装置25に表示する。
【選択図】図1
Description
一方、超音波、RF、μ波等の波動エネルギーを利用する低侵襲治療装置の内、例えば、超音波の場合は、治療用プローブを介して治療用超音波を被検体に射出することで治療部位を非侵襲的に治療する。また、RFの場合は、針を患部に刺入し、その針先端付近から患部にRFエネルギーを放出することで治療部位を治療する。
また、診断と治療の両者を単一装置で行うシステムも開発されている。(例えば、特許文献2〜特許文献4)
また、治療とリアルタイムに診断を行う場合、例えば、超音波装置で診断しつつRF治療器による射出を行って治療を行う場合、RF照射中には治療系統と診断系統の干渉によりノイズが発生するため、治療中に診断画像を観察することは非常に困難となる。
第1の発明によれば、組織の温度分布をリアルタイムで求めることができる。
また、第1の発明及び第2の発明において、変位算出手段は、組織内の各組織点毎に当該組織点周辺の計測値に基づいて算出した算出値を用いて、組織における変位分布を算出する。
変位分布を算出する組織における点は、温度分布(変位分布)を求める組織の全ての点を選択しても良いし、組織の境界上の端点を選択してもよいし、演算は全ての点で行っても変位は周辺組織部位の点で求めた平均値を用いても良い。
この変位を算出する点に関しては、高速に診断する必要がある、或いは、高精度に診断する必要がある、といった診断の目的により選択することができる。
図1は超音波装置1の1例を示すが、超音波装置1は、大別して、超音波探触子7、超音波診断装置200、治療装置300から構成される。
診断用アレイ11は、被検体101との間で診断用超音波(ビーム)を送受する複数の振動子が配列される。治療用アレイ12は、被検体101に治療用超音波(ビーム)を照射する複数の振動子が配列される。診断用アレイ11と治療用アレイ12に関しては一体として形成し相対位置が固定であればよく、それぞれを並べて配置してもよいし、積層して配置してもよい。
また、通常、診断用アレイ11と治療用アレイ12は周波数帯域が異なるため、図1及び図2に示すように一体として配置した超音波探触子7を用いたが、診断用と治療用の両者に対応可能な広帯域で高精度の探触子が実現できれば、単一トランスデューサとして超音波探触子7に適用してもよい。
診断ユニット2は、診断制御部20、診断用ビーム制御部21等から構成される。診断用ビーム制御部21は、診断用アレイ11を制御して診断用ビームを照射野10に射出し、エコー信号を受信するといった診断用ビーム送受信の制御等を行う。
治療操作盤モニタ32は、治療計画や操作者による指示を入力したり、治療ユニット3からの出力等を表示する。治療制御部30は、治療操作盤モニタ32から入力された治療計画等に従って照射する治療用ビームの設定を行い、治療制御部31は実際に治療用ビームを生成する。
図2に示すように、診断用ビーム制御部21は、送受波部211、送受ビームフォーマ部212、断層像処理部221、ドプラ信号処理部222、変位/歪演算部223等から構成される。
また、診断制御部20は、画像再構成部233、ビデオ出力部235、膨張演算処理部231、制御部203等から構成される。
次に、診断制御部20における制御部203は、診断ユニット2全体の制御を行う。
画像再構成部233は、断層像処理部221、ドプラ信号処理部222、膨張演算処理部231の出力を基に画像データを作成し、ビデオ出力部235に送信する。
ビデオ出力部235は、画像データを映像データに変換し、表示装置25に表示する。
治療ユニット3は、インターフェース回路301、制御部303、治療制御部30、照射制御部31等から構成される。
治療操作盤モニタ32は、治療計画や操作指示の入力、治療経過の表示などを行う。治療操作盤モニタ32からの入力、或いは、診断ユニット2等の外部装置3からの入力に従って、制御部303は、治療ユニット3全体の動作制御を行う。治療制御部30は、治療操作盤モニタ32から入力された治療計画等に従って照射する治療用ビームの設定を行い、治療制御部31は治療用アレイ12の各素子に対して治療用ビームの送受信制御を行う。
図2と同じ番号を付したものの動作機能に関する説明は前述の通りである。
治療アプリケータ121は、マイクロ波やRF波といった治療用ビームを照射する装置であり、照射制御部31によって制御される。
図4は、超音波装置1による診断/治療処理の手順を示す概略フローチャートである。
(ステップ401、ステップ402)
治療装置300の治療操作盤モニタ32から入力された治療計画等が入力され、治療操作盤モニタ32に治療計画画像等が表示される。図5は、治療計画画像141を示す図である。治療計画画像141には、治療対象となる組織143、その組織における治療箇所131、探触子位置145、治療用ビーム147の位置や強度やタイミング等が表示され、操作者は画面等で確認した後、治療用ビーム照射の設定を行う。
ある一定時間の治療用ビーム147の照射が終了すると、診断ユニット2は、診断用アレイ11から診断用ビーム157を射出し、そのエコー信号を基に組織の変位分布或いは温度分布等を算出する。
診断ユニット2が診断用ビーム157を照射しても、治療ユニット3が治療用ビーム147を照射している間は、電気的干渉のために発生するノイズにより診断画像の表示が困難となる。そこで、図7に示すように、時間t1及び時間t3の間に、治療ユニット3は治療用ビーム147を照射する。時間t2の間は、診断ユニット2が治療箇所131付近に診断用ビーム157を照射するので、治療ユニット3は治療用ビーム147の照射を中止する。これにより、超音波装置1は、超音波治療を行いつつ治療箇所131付近の診断画像を表示することができる。
こうして、表示された温度分布図163を参照し、治療用ビーム147の照射の続行が判断されると、治療ユニット3は、再び時間t3の間治療用ビーム147を治療箇所131に照射する。
図8は、治療用ビーム147の照射前と照射後の組織の変化を示す図である。
図8(a)は治療用ビーム147照射前(加熱前)の組織183を示す図である。図8(a)において、組織183の中には、治療用ビーム147を照射して治療する組織、即ち、加熱域181がある。
図10(a)に示す変位分布は、図8(b)に示すP2を中心にE方向への変位が正、F方向への変位が負として表示される。図10(a)に示すP1−P3間、Q1−P1間及びP3−Q2間の変位分布を空間微分することによって図10(b)に示す歪が算出される。図10(b)に示す歪分布により、P1−P3間は膨張し、Q1−P1間及びP3−Q2間は縮んだことが判明する。
こうして組織の温度を求め、治療用ビーム147の照射を停止するかどうかを判定する。
まず第1に、前述のように、加熱域51の組織端点p1、p3を算出点として選択し、図9から図11に示し、又その説明で述べたように、加熱前後のエコー信号の時間差からp1−p3間の変位を求め、歪を算出し、温度を求める場合が考えられる。
この場合は、算出点が少なくてすむため高速な診断処理が行われる。
この場合、非常に詳細な温度分布を得ることができる。
(p(i,j)の値) = Σ{p(i,j)の値}× 1/9
(ここで、i−1≦i≦i+1,j−1≦j≦j+1)
なお、ここで「値」とは、時間差の値でもよいし、変位の値でも良い。
この選択方法によれば、組織点の値として周囲の値を考慮することにより、特異な値を排除することができる。
2………診断ユニット
3………治療ユニット
7………超音波探触子
11………診断用アレイ
12………治療用アレイ
20………診断制御部
21………診断用ビーム制御部
25………表示装置
30………治療制御部
31………照射制御部
101………被検体
111………超音波装置
211………送受波部
212………送受ビームフォーマ部
221………断層像処理部
222………ドプラ信号処理部
223………変位/歪演算処理部
231………膨張演算処理部
233………画像再構成部
235………ビデオ出力部
303………制御部
Claims (4)
- 被検体との間で超音波の送受信を行う超音波探触子を備える超音波装置であって、
前記被検体の内部の各組織の温度と変位の関係を保持する保持手段と、
前記超音波探触子からの出力信号を基に、組織の変位分布を算出する変位算出手段と、
前記変位算出手段により算出された組織の変位分布を基に、前記保持手段に保持された組織の温度と変位の関係から、前記組織の温度分布を算出する温度算出手段と、
を具備することを特徴とする超音波装置。 - 被検体との間で超音波の送受信を行う超音波探触子と、前記被検体の組織に治療用超音波を照射して治療を行う治療手段と、を備える超音波装置であって、
前記被検体の内部の各組織の温度と変位の関係を保持する保持手段と、
前記超音波探触子からの出力信号を基に、前記治療手段による治療用超音波の照射前後の組織の変位分布を算出する変位算出手段と、
前記変位算出手段により算出された組織の変位分布を基に、前記保持手段に保持された前記組織の温度と変位の関係から、前記組織の温度分布を算出する温度算出手段と、
を具備することを特徴とする超音波装置。 - 前記変位算出手段は、前記組織における少なくとも一組以上の2点間の変位を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超音波装置。
- 前記変位算出手段は、前記組織内の各組織点毎に当該組織点周辺の計測値に基づいて算出した算出値を用いて、前記組織における変位分布を算出することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載の超音波装置。
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