JP2013515587A - 組織画像化と解析のための方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
本願は、2009年12月29日にともに出願された米国特許出願第12/648440号及び米国特許出願第12/648433号の一部継続出願(CIP)であり、その内容はその全体を参照として本明細書に組み込まれる。米国特許出願第12/648440号は、2008年12月29日に出願された米国仮特許出願第61/193829号の米国特許法第119条(e)項の利益を主張し、その内容は参照として本明細書に組み込まれる。米国特許出願第12/648433号は、2009年6月1日に出願された米国仮特許出願第61/182781号および2008年12月29日に出願された米国仮特許出願第61/193815号からの米国特許法第119条(e)項の利益を主張し、その内容は参照として本明細書に組み込まれる。
本発明は、組織の超音波励起による経時的な後方散乱波形挙動を測定して組織型または物質組成を決定することに関し、さらに詳しくは、異なる組織または物質を励起させたときに異なる散乱挙動変化を発生させる組織物質差動励起のために超音波を使用し、励起期間前、同期間中、および/または同期間後に組織の1つ以上の部位で後方散乱波形挙動を測定し、この挙動の勾配を測定して検査領域を画像化しかつ/または組織型もしくは物質組成の不規則性を決定する方法ならびに対応する装置およびシステムに関する。
1.超音波励起後方散乱システムの使用は、試料が器官内の不規則な物質から採取されるように、悪性組織の疑いがある位置に生検針を正確に位置決めすることを可能にする。
2.超音波励起後方散乱システムは、試料採取時に疑わしい悪性組織の分類を可能にする。
3.超音波励起後方散乱システムの使用は、放射性物質が疑わしい悪性組織に配置されるように、悪性組織の疑いがある位置に近接照射療法用針を正確に位置決めすることを可能にする。
4.超音波励起後方散乱システムの使用は、任意の一般的放射線医学目的で軟組織の2D/3D/4D画像化を可能にする。
a)領域から後方散乱した超音波の1回目の測定を行なうことと、
b)少なくとも1回目の測定後に領域を加熱することと、
c)加熱の一部または全部の後、領域から後方散乱した超音波の1回以上の追加測定を行なうことと、
d)加熱によって生じる異常組織と健常組織との間の温度の変化の差を見出すことによって、異常組織を検出するために測定を解析することと、
を含む方法を提供する。
a)診断用超音波トランスデューサおよび検出器と、
b)診断用超音波トランスデューサと同一または異なる、組織を加熱するための組織加熱要素と、
c)i)領域の組織を加熱するために組織加熱要素を制御するように、
ii)領域からの後方散乱超音波を、組織加熱要素が領域内の組織を加熱する少なくとも1回の時間間隔のそれぞれ前および後に、少なくとも2回測定するために、診断用超音波トランスデューサおよび検出器を制御するように、
iii)領域内の異なる位置で、異常組織の型を健常組織から区別する時間間隔の前と後の温度変化の差を見出すために、測定結果を解析するように、かつ
iv)差を用いて領域のどの部分に異常組織が存在し、どの部分が健常組織であるかを識別するように、
プログラムされた制御装置と、
を備えたシステムを提供する。
Claims (18)
- 健常組織の領域で異常組織を検出するための方法であって、
a)領域から後方散乱した超音波の1回目の測定を行なうことと、
b)少なくとも1回目の測定後に領域を加熱することと、
c)加熱の一部または全部の後、領域から後方散乱した超音波の1回以上の追加測定を行なうことと、
d)加熱によって生じる異常組織と健常組織との間の温度の変化の差および熱膨張の差の一方または両方を見出すことによって、異常組織を検出するために測定を解析することと、
を含む方法。 - 加熱することによって健常組織とは3倍異なる量だけ膨張する、最短寸法が直径1センチメートルの異常組織を検出するのに、測定および解析は充分に高感度であり、かつ加熱は充分に高い温度上昇を生じる、請求項1に記載の方法。
- 解析は、後方散乱超音波の振幅の分布の1つ以上の特性をそれが散乱した位置の関数として計算することを含む、請求項1に記載の方法。
- 解析は、後方散乱超音波の周波数偏移をそれが後方散乱した位置の関数として計算することを含む、請求項1に記載の方法。
- 加熱は超音波により加熱することを含む、請求項1に記載の方法。
- 超音波による加熱は、1回目および追加の測定で測定される後方散乱超音波を生成するために用いられたトランスデューサとは異なる超音波トランスデューサによって生成された超音波を使用することを含む、請求項5に記載の方法。
- 1回目および追加の測定を行なう間、加熱するために用いられる超音波を生成するために使用されるトランスデューサを作動させないことを含む、請求項6に記載の方法。
- 加熱は、720mW/cm2の空間ピーク時間平均(Ispta)を越えない超音波パワーを使用することを含む、請求項5に記載の方法。
- 加熱は、領域の各点の温度を4℃以下だけ上昇させることを含む、請求項1に記載の方法。
- 測定の解析により、1センチメートル以下の空間分解能で、領域内の異なる位置における2℃未満の温度変化の差を見出すことができるように、測定は充分に高感度である、請求項1に記載の方法。
- 測定の解析により、1センチメートル以下の空間分解能で、2℃以内の精度で領域内の位置の関数として温度変化を見出すことができるように、測定は充分に高感度である、請求項10に記載の方法。
- 1回以上の追加測定を行なうことは、少なくとも2回の追加測定を行なうことを含み、解析は、超音波吸収率および熱平衡率を領域内の位置の関数として計算することを含む、請求項1に記載の方法。
- 加熱は、超音波パワーまたはRFパワーまたは両方により加熱することを含み、1領域当たりの入射超音波パワー、または1領域当たりの入射RFパワー、または両方とも、領域全体で2倍以内の精度で均一であり、ここで領域は、パワーの入射方向に対して垂直な少なくとも3cm×3cmの断面積を有し、かつパワーの入射方向に少なくとも1cmの距離にわたって延びる、請求項1に記載の方法。
- 健常組織の領域で少なくとも1つの型の異常組織を検出するためのシステムであって、
a)診断用超音波トランスデューサおよび検出器と、
b)診断用超音波トランスデューサと同一または異なる、組織を加熱するための組織加熱要素と、
c)i)領域の組織を加熱するために組織加熱要素を制御するように、
ii)領域からの後方散乱超音波を、組織加熱要素が領域内の組織を加熱する少なくとも1回の時間間隔のそれぞれ前および後に、少なくとも2回測定するために、診断用超音波トランスデューサおよび検出器を制御するように、
iii)領域内の異なる位置で、異常組織の型を健常組織から区別する時間間隔の前と後の温度の変化の差および熱膨張の差の一方または両方を見出すために、測定結果を解析するように、かつ
iv)差を用いて領域のどの部分に異常組織が存在し、どの部分が健常組織であるかを識別するように、
プログラムされた制御装置と、
を備えたシステム。 - 組織加熱要素は、診断用超音波トランスデューサと同一または異なる超音波トランスデューサを備える、請求項14に記載のシステム。
- 加熱用超音波トランスデューサは診断用超音波トランスデューサとは異なる、請求項15に記載のシステム。
- 制御装置は、時間間隔前後の温度変化の差を用いて、組織の加熱率および組織の温度平衡率の一方または両方の差を見出すようにプログラムされる、請求項15に記載のシステム。
- 制御装置は、温度変化の差を用いて、組織の加熱率および組織の温度平衡率の両方の差を見出すようにプログラムされる、請求項17に記載のシステム。
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