JP2014233305A - Ultrasonic treatment device - Google Patents

Ultrasonic treatment device Download PDF

Info

Publication number
JP2014233305A
JP2014233305A JP2013114504A JP2013114504A JP2014233305A JP 2014233305 A JP2014233305 A JP 2014233305A JP 2013114504 A JP2013114504 A JP 2013114504A JP 2013114504 A JP2013114504 A JP 2013114504A JP 2014233305 A JP2014233305 A JP 2014233305A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
image
treatment
therapeutic
treatment site
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013114504A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
東 隆
Takashi Azuma
隆 東
高木 周
Shu Takagi
周 高木
佐々木 明
Akira Sasaki
明 佐々木
圭祐 藤原
Keisuke Fujiwara
圭祐 藤原
射谷 和徳
Kazunori Itani
和徳 射谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
University of Tokyo NUC
Original Assignee
University of Tokyo NUC
Hitachi Aloka Medical Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Tokyo NUC, Hitachi Aloka Medical Ltd filed Critical University of Tokyo NUC
Priority to JP2013114504A priority Critical patent/JP2014233305A/en
Publication of JP2014233305A publication Critical patent/JP2014233305A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Surgical Instruments (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an improvement technology to confirm an irradiation position of therapeutic ultrasonic wave using an ultrasonic image.SOLUTION: An image forming part 20 forms an ultrasonic image of a treatment region P and an ultrasonic image of a therapeutic ultrasonic beam TB. A moving amount measuring part 40 measures a moving amount of the treatment region P based on the ultrasonic image of the treatment region P. A focal position measuring part 50 measures a focal position of the therapeutic ultrasonic beam TB based on the ultrasonic image of the therapeutic ultrasonic beam TB. An irradiation position confirming part 60 confirms an irradiation position of a therapeutic ultrasonic wave for the treatment region P after moving based on the moving amount of the treatment region P and the focal position of the therapeutic ultrasonic beam TB.

Description

本発明は、治療用超音波を送波する超音波治療装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic therapy apparatus for transmitting therapeutic ultrasonic waves.

強力な超音波を集束させることにより癌や腫瘍などを焼灼して治療する強力集束超音波(HIFU:High Intensity Focused Ultrasound)が知られている(例えば特許文献1参照)。強力集束超音波の治療においては、例えば、癌や腫瘍などの治療箇所の位置を焦点として強力集束超音波のビームを形成し、治療箇所を焼灼しつつそれら以外の正常な組織等を傷めないように治療が行われる。その治療において、超音波画像を利用して治療箇所の位置等を確認する技術が提案されている。   High intensity focused ultrasound (HIFU) is known in which cancer and tumors are cauterized and treated by focusing powerful ultrasound (see, for example, Patent Document 1). In the treatment of intense focused ultrasound, for example, a focused focused ultrasound beam is formed focusing on the position of the treatment site such as cancer or tumor so that the normal site is not damaged while the treatment site is cauterized. Treatment is performed. In the treatment, a technique for confirming the position of a treatment site using an ultrasonic image has been proposed.

例えば、特許文献2〜4には、画像用超音波プローブにより得られた超音波画像上に、加温用超音波プローブによる超音波の集束点や加温部位の位置を表示する技術が開示されている。   For example, Patent Documents 2 to 4 disclose a technique for displaying the focal point of an ultrasonic wave by a heating ultrasonic probe and the position of a heating part on an ultrasonic image obtained by the ultrasonic probe for image. ing.

特開平7−47079号公報JP 7-47079 A 特開昭61−13954号公報JP-A-61-13554 特開昭61−13955号公報JP-A 61-13955 特開昭61−13956号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-13956

上述した背景技術に鑑み、本願の発明者は、強力集束超音波などの治療用超音波を送波する超音波治療装置について、特に、超音波画像を利用して治療用超音波の照射位置を確認する技術について、研究開発を重ねてきた。   In view of the above-described background art, the inventor of the present application relates to an ultrasonic treatment apparatus that transmits therapeutic ultrasonic waves such as intensely focused ultrasonic waves, and in particular, determines an irradiation position of therapeutic ultrasonic waves using an ultrasonic image. Research and development has been repeated on the technology to be confirmed.

本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、超音波画像を利用して治療用超音波の照射位置を確認する改良技術を提供することにある。   The present invention has been made in the course of research and development, and an object thereof is to provide an improved technique for confirming the irradiation position of therapeutic ultrasonic waves using ultrasonic images.

上記目的にかなう好適な超音波治療装置は、治療用超音波を送波する治療用振動子と、診断用超音波を送受する診断用振動子と、生体内の治療部位に対して治療用超音波ビームを形成するように治療用振動子を制御する治療用送信部と、診断用超音波ビームを形成するように診断用振動子を制御して生体内から受信信号を得る診断用送受信部と、生体内から得られる受信信号に基づいて、治療部位の超音波画像と治療用超音波ビームの超音波画像を形成する画像形成部と、治療部位の超音波画像に基づいて、治療部位の移動量を測定する移動量測定部と、治療用超音波ビームの超音波画像に基づいて、治療用超音波ビームの焦点位置を測定する焦点位置測定部と、治療部位の移動量と治療用超音波ビームの焦点位置に基づいて、移動後の治療部位に対する治療用超音波の照射位置を確認する照射位置確認部と、を有することを特徴とする。   A suitable ultrasonic therapy apparatus for the above purpose includes a therapeutic transducer for transmitting therapeutic ultrasonic waves, a diagnostic transducer for transmitting and receiving diagnostic ultrasonic waves, and a therapeutic ultrasonic transducer for a treatment site in a living body. A therapeutic transmitter that controls the therapeutic transducer so as to form a sound beam, and a diagnostic transmitter / receiver that controls the diagnostic transducer to obtain a received signal from within the living body so as to form a diagnostic ultrasonic beam; An image forming unit that forms an ultrasound image of the treatment site and an ultrasound image of the treatment ultrasound beam based on a received signal obtained from the living body, and a movement of the treatment site based on the ultrasound image of the treatment site A moving amount measuring unit for measuring the amount, a focal position measuring unit for measuring a focal position of the therapeutic ultrasonic beam based on an ultrasonic image of the therapeutic ultrasonic beam, and a moving amount of the therapeutic part and the therapeutic ultrasonic wave Treatment after movement based on the focal position of the beam And having a an irradiation position confirming unit for confirming the irradiation position of the therapeutic ultrasound for position.

上記構成において、診断用振動子は、例えば、公知の一般的な超音波診断装置において利用される超音波振動子であり、診断用の超音波を送受する。これに対し、治療用振動子は、診断用振動子が送受する診断用の超音波よりも強度が大きい、例えば、強力集束超音波(HIFU:High Intensity Focused Ultrasound)を送波する振動子である。画像形成部が形成する治療部位の超音波画像としては、Bモード画像が好適であるものの、他の公知の超音波画像が形成されてもよい。また、治療用超音波ビームの超音波画像は、例えば、治療用振動子が治療用超音波ビームを形成するように治療用超音波を送波し、その送波に伴う反射波を診断用振動子が受波することにより得られる受信信号に基づいて形成される。   In the above configuration, the diagnostic transducer is, for example, an ultrasonic transducer that is used in a known general ultrasonic diagnostic apparatus, and transmits and receives diagnostic ultrasonic waves. On the other hand, the treatment transducer is a transducer that transmits a high intensity focused ultrasound (HIFU) having a higher intensity than the diagnostic ultrasound transmitted and received by the diagnostic transducer, for example. . As the ultrasound image of the treatment site formed by the image forming unit, a B-mode image is suitable, but other known ultrasound images may be formed. In addition, for example, an ultrasonic image of a therapeutic ultrasonic beam is transmitted by transmitting a therapeutic ultrasonic wave so that the therapeutic transducer forms a therapeutic ultrasonic beam, and a reflected wave accompanying the transmission is transmitted as a diagnostic vibration. It is formed based on the received signal obtained by receiving the wave.

上記超音波治療装置によれば、例えば、治療部位と治療用超音波ビームの少なくとも一方が動いてしまった場合においても、移動後の治療部位に対する治療用超音波の照射位置が確認されるため、医師等のユーザは、移動後の照射位置を確かめつつ治療の継続や照射位置の修正等を判断することができ、治療の精度が飛躍的に高められる。なお、上記超音波治療装置を利用した治療は、医師等の専門家の指導のもとで慎重に行われるべきことは言うまでもない。   According to the ultrasonic treatment apparatus, for example, even when at least one of the treatment site and the treatment ultrasound beam has moved, the irradiation position of the treatment ultrasound on the treatment site after movement is confirmed. A user such as a doctor can determine whether to continue treatment or correct the irradiation position while confirming the irradiation position after movement, and the accuracy of treatment can be greatly improved. Needless to say, the treatment using the ultrasonic treatment apparatus should be performed carefully under the guidance of an expert such as a doctor.

望ましい具体例において、前記移動量測定部は、治療部位の基準位置を定めた基準時相の超音波画像と、治療期間中における診断時相の超音波画像と、を比較して治療部位の移動量を導出し、前記焦点位置測定部は、前記診断時相の超音波画像に対する画像処理により確認される治療用超音波ビームの形状に基づいて、前記診断時相における治療用超音波ビームの焦点位置を導出し、前記照射位置確認部は、治療部位の基準位置と移動量と治療用超音波ビームの焦点位置とに基づいて、前記診断時相における治療用超音波の照射位置を導出する、ことを特徴とする。   In a preferred embodiment, the movement amount measurement unit compares the ultrasonic image of the reference time phase that defines the reference position of the treatment site with the ultrasonic image of the diagnosis time phase during the treatment period, and moves the treatment site. The focus position measurement unit derives a quantity, and the focus position of the therapeutic ultrasonic beam in the diagnostic time phase is based on the shape of the therapeutic ultrasonic beam confirmed by image processing on the ultrasonic image in the diagnostic time phase. The position is derived, and the irradiation position confirmation unit derives the irradiation position of the therapeutic ultrasonic wave in the diagnosis time phase based on the reference position of the treatment site, the movement amount, and the focal position of the therapeutic ultrasonic beam. It is characterized by that.

望ましい具体例において、前記移動量測定部は、前記移動量として、前記基準時相と前記診断時相の間における治療部位の移動ベクトルを導出し、前記照射位置確認部は、治療部位の基準位置と移動ベクトルと治療用超音波ビームの焦点位置とに基づいて、当該超音波治療装置による治療の基準となる基準座標系における前記照射位置の座標情報を得る、ことを特徴とする。   In a preferred embodiment, the movement amount measurement unit derives a movement vector of the treatment site between the reference time phase and the diagnosis time phase as the movement amount, and the irradiation position confirmation unit uses the reference position of the treatment site. Based on the movement vector and the focal position of the therapeutic ultrasonic beam, coordinate information of the irradiation position in a reference coordinate system serving as a reference for treatment by the ultrasonic treatment apparatus is obtained.

望ましい具体例において、前記画像形成部は、治療期間中の複数時相に亘って確認される治療用超音波の照射位置に基づいて、治療部位に対する治療の進行状態を示した治療状態画像を形成する、ことを特徴とする。   In a preferred embodiment, the image forming unit forms a treatment state image showing a treatment progress state with respect to a treatment site based on a treatment ultrasound irradiation position confirmed over a plurality of time phases during a treatment period. It is characterized by.

望ましい具体例において、前記画像形成部は、治療用超音波ビームによる治療部位に対する加熱量をマッピングした前記治療状態画像を形成する、ことを特徴とする。   In a preferred embodiment, the image forming unit forms the treatment state image in which the amount of heat applied to the treatment site by the treatment ultrasonic beam is mapped.

望ましい具体例において、前記画像形成部は、治療部位の超音波画像と治療用超音波ビームの超音波画像を合成した表示画像を形成する、ことを特徴とする。   In a preferred embodiment, the image forming unit forms a display image obtained by synthesizing an ultrasonic image of a treatment site and an ultrasonic image of a therapeutic ultrasonic beam.

本発明により、超音波画像を利用して治療用超音波の照射位置を確認する改良技術が提供される。例えば、本発明の好適な態様によれば、治療部位と治療用超音波ビームの少なくとも一方が動いてしまった場合においても、移動後の治療部位に対する治療用超音波の照射位置が確認されるため、医師等のユーザは、移動後の照射位置を確かめつつ治療の継続や照射位置の修正等を判断することができ、治療の精度が飛躍的に高められる。   According to the present invention, an improved technique for confirming the irradiation position of therapeutic ultrasonic waves using an ultrasonic image is provided. For example, according to a preferred aspect of the present invention, even when at least one of the treatment site and the treatment ultrasound beam moves, the irradiation position of the treatment ultrasound to the treatment site after movement is confirmed. A user such as a doctor can determine the continuation of treatment, correction of the irradiation position, etc. while confirming the irradiation position after movement, and the accuracy of the treatment is greatly improved.

本発明の実施において好適な超音波治療装置の全体構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic therapy apparatus that is preferable in the practice of the present invention. 連続波治療前における各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal before continuous wave treatment. 連続波治療中における各信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of each signal during continuous wave treatment. 治療部位と治療用超音波ビームの超音波画像を示す図である。It is a figure which shows the ultrasonic image of a treatment site | part and a treatment ultrasonic beam. 治療部位と治療用超音波ビームを合成した表示画像を示す図である。It is a figure which shows the display image which synthesize | combined the treatment site | part and the ultrasonic beam for treatment. 治療部位の移動量と治療用超音波の焦点位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the movement amount of a treatment site | part, and the focus position of the ultrasonic wave for treatment. 焦点位置の導出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating derivation | leading-out of a focus position. 治療部位における熱量分布の算出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating calculation of the calorie | heat amount distribution in a treatment site | part. 熱量分布画像の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a heat quantity distribution image. 図1の超音波治療装置の動作例を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an operation example of the ultrasonic therapy apparatus of FIG. 1.

図1は、本発明の実施において好適な超音波治療装置(本超音波治療装置)の全体構成図である。本超音波治療装置は、プローブ10を有しており、プローブ10は、HIFU用振動子10Hと診断用振動子10Dを備えている。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic therapy apparatus (present ultrasonic therapy apparatus) suitable for implementing the present invention. This ultrasonic therapy apparatus includes a probe 10, and the probe 10 includes a HIFU transducer 10H and a diagnostic transducer 10D.

HIFU用振動子10Hは、強力集束超音波(HIFU)を送波する振動子であり、例えば二次元的に配列された複数の振動素子を備えている。HIFU用振動子10Hは、例えば癌や腫瘍などの治療部位Pに向けて治療用超音波ビームTBを形成して強力集束超音波を送波し、その治療部位Pを加熱して治療するために利用される。   The HIFU vibrator 10H is a vibrator that transmits strong focused ultrasound (HIFU), and includes, for example, a plurality of vibration elements arranged two-dimensionally. For example, the HIFU transducer 10H forms a therapeutic ultrasonic beam TB toward the treatment site P such as cancer or tumor, transmits a strong focused ultrasound, and heats and treats the treatment site P. Used.

診断用振動子10Dは、例えば二次元的に配列された複数の振動素子を備えており、例えば治療部位Pを有する生体(患者)に対して、超音波画像を形成するための比較的弱い超音波を送受する。つまり、公知の一般的な超音波診断装置と同じ程度の強度(エネルギー)の超音波を送受する。診断用振動子10Dは、治療部位Pに向けて診断用超音波ビームMBを形成して診断用の超音波を送受し、生体内において診断用超音波ビームMBを二次元的に又は三次元的に走査しつつ、診断用超音波ビームMBに沿って受信信号を得る。診断用超音波ビームMBに沿って得られる受信信号は、治療部位Pの超音波画像や治療用超音波ビームTBの超音波画像を形成する際に利用される。   The diagnostic transducer 10D includes, for example, a plurality of vibration elements arranged two-dimensionally. For example, a relatively weak superstructure for forming an ultrasound image on a living body (patient) having a treatment site P. Send and receive sound waves. That is, ultrasonic waves having the same intensity (energy) as that of a known general ultrasonic diagnostic apparatus are transmitted and received. The diagnostic transducer 10D forms a diagnostic ultrasonic beam MB toward the treatment site P, transmits and receives diagnostic ultrasonic waves, and transmits the diagnostic ultrasonic beam MB in a living body two-dimensionally or three-dimensionally. The received signal is obtained along the diagnostic ultrasonic beam MB while scanning. The reception signal obtained along the diagnostic ultrasonic beam MB is used when an ultrasonic image of the treatment site P or an ultrasonic image of the therapeutic ultrasonic beam TB is formed.

なお、プローブ10は、例えば、お椀(どんぶり)状に凹ませた内部の表面を振動子面とする。そして、例えば、お椀状に凹んだ内部の中央に位置する底の部分に診断用振動子10Dが設けられ、診断用振動子10Dを取り囲むようにHIFU用振動子10Hが設けられる。但し、プローブ10の振動子面の形状は、お椀状に限定されず、例えば治療の用途等に応じた形状とされることが望ましい。また、全ての振動素子またはいくつかの振動素子が、HIFU用と診断用の両用途に併用されてもよい。   The probe 10 has, for example, an internal surface recessed in a bowl shape as a vibrator surface. Then, for example, the diagnostic transducer 10D is provided at the bottom portion located in the center of the inside which is recessed in the bowl shape, and the HIFU transducer 10H is provided so as to surround the diagnostic transducer 10D. However, the shape of the transducer surface of the probe 10 is not limited to a bowl shape, and is preferably a shape according to the purpose of treatment, for example. Moreover, all the vibration elements or some vibration elements may be used in combination for both HIFU use and diagnosis use.

診断用送受信部12は、診断用振動子10Dを構成する複数の振動素子の各々に対応した送信信号を出力することにより、診断用振動子10Dを制御して送信ビームを形成し、さらに、それら複数の振動素子の各々から得られる受信信号に対して整相加算処理などを施すことにより、受信ビームに沿って受信信号を得る。   The diagnostic transmission / reception unit 12 outputs a transmission signal corresponding to each of the plurality of vibration elements constituting the diagnostic transducer 10D, thereby controlling the diagnostic transducer 10D to form a transmission beam. A reception signal is obtained along the reception beam by performing a phasing addition process or the like on the reception signal obtained from each of the plurality of vibration elements.

診断用送受信部12は、治療部位Pを含んだ三次元空間内または断面内で診断用の超音波ビームを走査させて画像用の受信信号を収集する。そして、収集された受信信号に基づいて、画像形成部20が三次元の超音波画像または二次元の断層画像の画像データを形成し、その画像データに対応した超音波画像が表示部30に表示される。   The diagnostic transmission / reception unit 12 scans a diagnostic ultrasonic beam within a three-dimensional space or cross section including the treatment site P and collects reception signals for images. Then, based on the collected received signals, the image forming unit 20 forms image data of a three-dimensional ultrasonic image or a two-dimensional tomographic image, and an ultrasonic image corresponding to the image data is displayed on the display unit 30. Is done.

医師等のユーザは、表示部30に表示される超音波画像から、治療部位Pの位置等を確認し、例えば、操作デバイス70を利用して治療部位Pの治療箇所の位置情報を本超音波治療装置に入力する。もちろん、本超音波治療装置が、超音波画像に対する画像解析処理により、治療部位Pの位置を確認して治療箇所の位置情報を得るようにしてもよい。   A user such as a doctor confirms the position or the like of the treatment site P from the ultrasound image displayed on the display unit 30 and, for example, uses the operation device 70 to obtain the position information of the treatment site of the treatment site P using the ultrasound. Enter into the therapy device. Of course, the present ultrasonic treatment apparatus may confirm the position of the treatment site P and obtain the position information of the treatment site by image analysis processing on the ultrasonic image.

治療部位Pに関する治療箇所の位置情報が入力されると、制御部80は、治療箇所の位置情報に基づいて治療用送信部14を制御する。治療用送信部14はHIFU用振動子10Hを構成する複数の振動素子の各々に対応した送信信号を出力することにより、HIFU用振動子10Hを制御して治療用超音波ビームTBを形成する。治療用送信部14は、例えば治療部位P内の治療箇所を焦点とした治療用超音波ビームTBを形成するように、HIFU用振動子10Hを制御する。   When the position information of the treatment site regarding the treatment site P is input, the control unit 80 controls the treatment transmitter 14 based on the position information of the treatment site. The therapeutic transmitter 14 outputs a transmission signal corresponding to each of the plurality of vibrating elements constituting the HIFU transducer 10H, thereby controlling the HIFU transducer 10H to form a therapeutic ultrasonic beam TB. The therapeutic transmitter 14 controls the HIFU transducer 10H so as to form, for example, a therapeutic ultrasonic beam TB focused on the therapeutic site in the therapeutic site P.

治療部位Pの治療箇所を焦点として治療用超音波ビームTBを形成することにより、治療用超音波を治療箇所に集中的に作用させて、治療箇所のみを集中的に加熱または焼灼することができる。ところが、治療用超音波ビームTBを利用した治療期間中に、例えば生体の体動等によりプローブ10に対して治療部位Pが相対的に動いてしまうと、治療用超音波ビームTBの焦点が当初予定していた位置からずれてしまう。また、治療期間中に例えば加熱等の影響により生体内の組織性状が変化すると、生体内における音響特性に変化が生じ、治療用超音波ビームTBの焦点の位置が当初予定していた位置からずれてしまう可能性もある。   By forming the therapeutic ultrasound beam TB with the treatment site P as the focal point, it is possible to focus the treatment ultrasound on the treatment site and heat or cauterize only the treatment site. . However, during the treatment period using the therapeutic ultrasound beam TB, if the treatment site P moves relative to the probe 10 due to, for example, body movement of the living body, the focus of the treatment ultrasound beam TB is initially focused. Deviation from the planned position. In addition, if the tissue properties in the living body change due to, for example, heating during the treatment period, the acoustic characteristics in the living body change, and the focus position of the therapeutic ultrasonic beam TB deviates from the originally planned position. There is also a possibility that.

そこで、本超音波治療装置は、治療期間中における治療部位Pの移動量と治療用超音波ビームTBの焦点位置を測定して、治療用超音波の照射位置を確認する。つまり、画像形成部20が、治療部位Pの超音波画像と治療用超音波ビームTBの超音波画像を形成し、移動量測定部40が、治療部位Pの超音波画像に基づいて治療部位Pの移動量を測定し、焦点位置測定部50が、治療用超音波ビームTBの超音波画像に基づいて治療用超音波ビームTBの焦点位置を測定し、そして、照射位置確認部60が、治療部位Pの移動量と治療用超音波ビームTBの焦点位置に基づいて、移動後の治療部位Pに対する治療用超音波の照射位置を確認する。   Therefore, this ultrasonic therapy apparatus measures the movement amount of the treatment site P and the focal position of the therapeutic ultrasonic beam TB during the treatment period, and confirms the irradiation position of the therapeutic ultrasonic wave. That is, the image forming unit 20 forms an ultrasound image of the treatment site P and an ultrasound image of the treatment ultrasound beam TB, and the movement amount measuring unit 40 is based on the ultrasound image of the treatment site P. , The focal position measurement unit 50 measures the focal position of the therapeutic ultrasonic beam TB based on the ultrasonic image of the therapeutic ultrasonic beam TB, and the irradiation position confirmation unit 60 performs the treatment. Based on the movement amount of the part P and the focal position of the therapeutic ultrasonic beam TB, the irradiation position of the therapeutic ultrasonic wave to the therapeutic part P after the movement is confirmed.

本超音波治療装置の概要は以上のとおりである。そこで、図1に示した符号を参照しつつ、本超音波治療装置の動作について以下に詳述する。   The outline of the ultrasonic therapy apparatus is as described above. Therefore, the operation of the ultrasonic therapy apparatus will be described in detail below with reference to the reference numerals shown in FIG.

図2は、連続波治療前における各信号のタイミングチャートを示している。連続波治療前においては、治療部位Pの超音波画像(組織B画像)の1フレームの形成と治療用超音波ビームTBの超音波画像(HBI画像)の1フレームの形成が交互に行われる。   FIG. 2 shows a timing chart of each signal before continuous wave treatment. Before the continuous wave treatment, formation of one frame of the ultrasonic image (tissue B image) of the treatment site P and formation of one frame of the ultrasonic image (HBI image) of the treatment ultrasonic beam TB are performed alternately.

フレーム開始トリガ信号とフレーム終了トリガ信号は、それぞれ、1フレームの開始タイミングと1フレームの終了タイミングを示す信号であり、フレーム開始トリガ信号が出力されてから、その後に初めて出力されるフレーム終了トリガ信号までの期間において、1フレーム分の送受信処理が行われる。   The frame start trigger signal and the frame end trigger signal are signals indicating the start timing of one frame and the end timing of one frame, respectively, and are output for the first time after the frame start trigger signal is output. In the period up to, transmission / reception processing for one frame is performed.

送信トリガ信号は、送信信号の出力タイミングを示す信号である。診断用送受信部12は、組織B画像のフレーム期間において、1フレーム分の組織B画像を形成するように送信ビームを走査させつつ、送信トリガ信号に応じたタイミングで複数の診断用送信信号を出力する。治療用送信部14は、HBI画像のフレーム期間において、治療部位Pの治療箇所を焦点として送信ビームを形成しつつ、送信トリガ信号に応じたタイミングで複数の治療用送信信号を出力する。   The transmission trigger signal is a signal indicating the output timing of the transmission signal. The diagnostic transmission / reception unit 12 outputs a plurality of diagnostic transmission signals at a timing according to the transmission trigger signal while scanning the transmission beam so as to form a tissue B image for one frame in the frame period of the tissue B image. To do. The treatment transmitter 14 outputs a plurality of treatment transmission signals at a timing according to the transmission trigger signal while forming a transmission beam with the treatment site of the treatment site P as a focal point in the frame period of the HBI image.

診断用受信期間は、診断用受信信号を受信する期間であり、診断用送受信部12は、組織B画像のフレーム期間において、1フレーム分の組織B画像を形成するように受信ビームを走査させつつ、診断用受信期間において1フレーム分の組織B画像に対応した受信信号を収集する。また、診断用送受信部12は、HBI画像のフレーム期間において、1フレーム分のHBI画像を形成するように受信ビームを走査させつつ、診断用受信期間において1フレーム分のHBI画像に対応した受信信号を収集する。   The diagnostic reception period is a period in which a diagnostic reception signal is received, and the diagnostic transceiver 12 scans the reception beam so as to form a tissue B image for one frame in the frame period of the tissue B image. The reception signals corresponding to the tissue B image for one frame are collected during the diagnostic reception period. The diagnostic transmission / reception unit 12 scans the reception beam so as to form an HBI image for one frame in the frame period of the HBI image, and receives a signal corresponding to the HBI image for one frame in the diagnostic reception period. To collect.

図3は、連続波治療中における各信号のタイミングチャートを示している。連続波治療中においては、治療部位Pの超音波画像(組織B画像)の1フレームの形成と、治療用超音波ビームTBの超音波画像(HBI画像)の1フレームの形成と、連続波による治療(連続波治療)と、により構成される1セットのシーケンスが複数セットに亘って繰り返し実行される。   FIG. 3 shows a timing chart of each signal during continuous wave therapy. During continuous wave treatment, formation of one frame of an ultrasonic image (tissue B image) of the treatment site P, formation of one frame of an ultrasonic image (HBI image) of the therapeutic ultrasonic beam TB, and continuous wave A set of treatments (continuous wave treatment) and a set of sequences are repeatedly executed over a plurality of sets.

フレーム開始トリガ信号とフレーム終了トリガ信号は、それぞれ、1フレームの開始タイミングと1フレームの終了タイミングを示す信号であり、フレーム開始トリガ信号が出力されてから、その後に初めて出力されるフレーム終了トリガ信号までの期間において、1フレーム分の送受信処理が行われる。なお、連続波治療の期間において、フレーム終了トリガ信号が有効(ハイレベル)とされる。   The frame start trigger signal and the frame end trigger signal are signals indicating the start timing of one frame and the end timing of one frame, respectively, and are output for the first time after the frame start trigger signal is output. In the period up to, transmission / reception processing for one frame is performed. Note that the frame end trigger signal is enabled (high level) during the continuous wave treatment period.

送信トリガ信号は、パルス波の送信信号の出力タイミングを示す信号である。診断用送受信部12は、組織B画像のフレーム期間において、1フレーム分の組織B画像を形成するように送信ビームを走査させつつ、送信トリガ信号に応じたタイミングで複数の診断用送信信号を出力する。治療用送信部14は、HBI画像のフレーム期間において、治療部位Pの治療箇所を焦点として送信ビームを形成しつつ、送信トリガ信号に応じたタイミングで複数の治療用送信信号(パルス状の送信信号)を出力する。なお、連続波治療の期間において、送信トリガ信号は無効(ローレベル)とされる。   The transmission trigger signal is a signal indicating the output timing of the pulse wave transmission signal. The diagnostic transmission / reception unit 12 outputs a plurality of diagnostic transmission signals at a timing according to the transmission trigger signal while scanning the transmission beam so as to form a tissue B image for one frame in the frame period of the tissue B image. To do. The treatment transmitter 14 forms a plurality of treatment transmission signals (pulse-like transmission signals) at a timing according to the transmission trigger signal while forming a transmission beam with the treatment site of the treatment site P as a focus in the frame period of the HBI image. ) Is output. Note that the transmission trigger signal is invalid (low level) during the continuous wave treatment period.

診断用受信期間は、診断用受信信号を受信する期間であり、診断用送受信部12は、組織B画像のフレーム期間において、1フレーム分の組織B画像を形成するように受信ビームを走査させつつ、診断用受信期間において1フレーム分の組織B画像に対応した受信信号を収集する。また、診断用送受信部12は、HBI画像のフレーム期間において、1フレーム分のHBI画像を形成するように受信ビームを走査させつつ、診断用受信期間において1フレーム分のHBI画像に対応した受信信号を収集する。なお、連続波治療の期間において、診断用受信期間の信号は無効(ローレベル)とされる。   The diagnostic reception period is a period in which a diagnostic reception signal is received, and the diagnostic transceiver 12 scans the reception beam so as to form a tissue B image for one frame in the frame period of the tissue B image. The reception signals corresponding to the tissue B image for one frame are collected during the diagnostic reception period. The diagnostic transmission / reception unit 12 scans the reception beam so as to form an HBI image for one frame in the frame period of the HBI image, and receives a signal corresponding to the HBI image for one frame in the diagnostic reception period. To collect. In the continuous wave treatment period, the signal in the diagnostic reception period is invalid (low level).

治療用送信信号は、治療用送信部14からHIFU用振動子10Hへ出力される信号であり、HBI画像のフレーム期間において、パルス状の治療用送信信号が繰り返し出力される。そして、連続波治療の期間においては、連続波の治療用送信信号が連続的に出力され、HIFU用振動子10Hから治療部位Pに対して連続波の治療用超音波が送波され、治療部位Pに対する治療が行われる。   The therapeutic transmission signal is a signal output from the therapeutic transmission unit 14 to the HIFU transducer 10H, and a pulsed therapeutic transmission signal is repeatedly output in the frame period of the HBI image. During the continuous wave treatment period, a continuous wave treatment transmission signal is continuously output, and a continuous wave treatment ultrasonic wave is transmitted from the HIFU transducer 10H to the treatment site P, thereby treating the treatment site. Treatment for P is performed.

図4は、治療部位Pと治療用超音波ビームTBの超音波画像を示す図である。図4(A)は、治療部位Pの超音波画像22を示しており、図4(B)は、治療用超音波ビームTBの超音波画像24を示している。   FIG. 4 is a diagram showing an ultrasound image of the treatment site P and the treatment ultrasound beam TB. FIG. 4A shows an ultrasound image 22 of the treatment site P, and FIG. 4B shows an ultrasound image 24 of the treatment ultrasound beam TB.

治療部位Pの超音波画像22は、例えば公知の一般的なBモード画像である。つまり、診断用送受信部12が診断用振動子10Dを制御して治療部位Pを含む断面内において送信ビームを走査し、走査される送信ビームに対応した受信ビームに沿って収集される受信信号に基づいて、画像形成部20において形成される。なお、治療部位Pの超音波画像22(組織B画像)内には、プローブ10と生体18との間に存在する音響媒体17(例えば水)の画像も含まれている。   The ultrasonic image 22 of the treatment site P is, for example, a known general B-mode image. That is, the diagnostic transmission / reception unit 12 controls the diagnostic transducer 10D to scan the transmission beam within the cross section including the treatment site P, and the received transmission signal is collected along the reception beam corresponding to the scanned transmission beam. Based on this, the image forming unit 20 forms the image. The ultrasonic image 22 (tissue B image) of the treatment site P also includes an image of the acoustic medium 17 (for example, water) existing between the probe 10 and the living body 18.

一方、治療用超音波ビームTBの超音波画像24(HBI画像:HIFU Beam Imaging)は、例えば、HIFU用振動子10Hが、同一の治療用超音波ビームTBを形成するように繰り返し治療用超音波を送波し、その送波に伴う反射波を診断用振動子10Dが受波することにより得られる受信信号に基づいて形成される。超音波画像24(HBI画像)の形成においては、Bモード画像の場合とは異なり診断用超音波は送波されず、同一ビーム方向の治療用超音波ビームTBが繰り返し形成され、そして、Bモード画像の場合と同様に受信ビームを走査させつつ受信信号が収集される。   On the other hand, the ultrasonic image 24 (HBI image: HIFU Beam Imaging) of the therapeutic ultrasonic beam TB is, for example, repeated therapeutic ultrasonic waves so that the HIFU transducer 10H forms the same therapeutic ultrasonic beam TB. Is formed based on the received signal obtained by the diagnostic transducer 10D receiving the reflected wave accompanying the transmission. In the formation of the ultrasonic image 24 (HBI image), unlike the B-mode image, diagnostic ultrasonic waves are not transmitted, the therapeutic ultrasonic beam TB in the same beam direction is repeatedly formed, and the B-mode is formed. As in the case of the image, the reception signal is collected while scanning the reception beam.

図5は、治療部位Pと治療用超音波ビームTBを合成した表示画像を示す図である。画像形成部20は、治療部位Pの超音波画像22(図4)と治療用超音波ビームTBの超音波画像24(図4)を例えば重ね合わせて合成することにより、図5(I)に示す表示画像25を形成する。なお、治療用超音波ビームTBの超音波画像24を半透明化して治療部位Pの超音波画像22してもよいし、さらに、半透明化した超音波画像24内の治療用超音波ビームTBに着色処理を施してもよい。   FIG. 5 is a view showing a display image obtained by synthesizing the treatment site P and the treatment ultrasonic beam TB. The image forming unit 20 combines the ultrasound image 22 (FIG. 4) of the treatment site P and the ultrasound image 24 (FIG. 4) of the treatment ultrasound beam TB, for example, to superimpose and combine them in FIG. 5 (I). The display image 25 shown is formed. The ultrasonic image 24 of the therapeutic ultrasonic beam TB may be made translucent to form the ultrasonic image 22 of the treatment site P. Furthermore, the therapeutic ultrasonic beam TB in the translucent ultrasonic image 24 may be used. You may give a coloring process to.

また、画像形成部20は、治療部位Pの超音波画像22(図4)に対して設定された関心領域R内に、部分的に治療用超音波ビームTBの超音波画像24(図4)を合成し、図5(II)に示す表示画像26を形成してもよい。なお、治療部位Pの超音波画像22(図4)と治療用超音波ビームTBの超音波画像24(図4)を交互に表示させてもよい。   Further, the image forming unit 20 partially includes the ultrasonic image 24 (FIG. 4) of the therapeutic ultrasonic beam TB in the region of interest R set for the ultrasonic image 22 (FIG. 4) of the treatment site P. May be combined to form a display image 26 shown in FIG. Note that the ultrasound image 22 (FIG. 4) of the treatment site P and the ultrasound image 24 (FIG. 4) of the treatment ultrasound beam TB may be displayed alternately.

医師等のユーザは、表示部30に表示される表示画像25,26から、治療部位Pと治療用超音波ビームTBの相対的な位置関係を確認することができる。ユーザは、表示画像25,26から、治療部位Pの初期位置や治療用超音波ビームTBのビーム方向や焦点位置などを設定するようにしてもよい。   A user such as a doctor can confirm the relative positional relationship between the treatment site P and the treatment ultrasonic beam TB from the display images 25 and 26 displayed on the display unit 30. The user may set the initial position of the treatment site P, the beam direction of the treatment ultrasonic beam TB, the focus position, and the like from the display images 25 and 26.

図6は、治療部位Pの移動量と治療用超音波の焦点位置を説明するための図である。(A)〜(C)は、治療部位Pの超音波画像を示している。(A)は治療前の基準時相における治療部位Pの超音波画像であり、(A)の画像に基づいて治療部位Pの初期位置(基準位置)が確認される。これに対し(B)は、治療期間中の診断時相における治療部位Pの超音波画像であり、例えば体動等の影響により、治療部位Pが破線で示す初期位置からずれてしまっている。   FIG. 6 is a diagram for explaining the amount of movement of the treatment site P and the focal position of the treatment ultrasound. (A)-(C) have shown the ultrasonic image of the treatment site | part P. FIG. (A) is an ultrasonic image of the treatment site P in the reference time phase before treatment, and the initial position (reference position) of the treatment site P is confirmed based on the image of (A). On the other hand, (B) is an ultrasound image of the treatment site P in the diagnosis time phase during the treatment period. For example, the treatment site P has shifted from the initial position indicated by the broken line due to the influence of body movement or the like.

移動量測定部40は、基準時相における治療部位Pの超音波画像(A)と、診断時相における治療部位Pの超音波画像(B)とを比較して、治療部位Pの移動量を導出する。例えば、2つの超音波画像(A)と超音波画像(B)に対して、ブロックマッチング等の画像処理を適用して、超音波画像(A)の位置から超音波画像(B)の位置へ移動した治療部位Pの移動ベクトルを算出する。画像(C)内に示される複数の矢印が、移動量測定部40により算出される移動ベクトルである。   The movement amount measuring unit 40 compares the ultrasonic image (A) of the treatment site P in the reference time phase with the ultrasonic image (B) of the treatment site P in the diagnosis time phase, and calculates the movement amount of the treatment site P. To derive. For example, image processing such as block matching is applied to the two ultrasonic images (A) and (B) to change the position of the ultrasonic image (A) to the position of the ultrasonic image (B). A movement vector of the moved treatment site P is calculated. A plurality of arrows shown in the image (C) are movement vectors calculated by the movement amount measuring unit 40.

(D)〜(F)は、治療用超音波ビームTBの超音波画像を示している。(D)は治療前の基準時相における治療部位Pに対して設定された治療用超音波ビームTBの超音波画像である。これに対し(E)は、治療期間中の診断時相における治療用超音波ビームTBの超音波画像であり、例えば生体内における音響特性の変化により、治療用超音波ビームTBが(D)の位置からずれてしまっている。   (D) to (F) show ultrasonic images of the therapeutic ultrasonic beam TB. (D) is an ultrasound image of the therapeutic ultrasound beam TB set for the treatment site P in the reference time phase before treatment. On the other hand, (E) is an ultrasound image of the therapeutic ultrasound beam TB in the diagnosis time phase during the treatment period. For example, due to a change in the acoustic characteristics in the living body, the therapeutic ultrasound beam TB becomes (D). It has shifted from the position.

焦点位置測定部50は、治療用超音波ビームTBの超音波画像に基づいて、治療用超音波ビームTBの焦点位置BFを測定する。焦点位置測定部50は、診断時相における治療用超音波ビームTBの超音波画像(E)により確認される治療用超音波ビームTBの形状に基づいて、治療用超音波ビームTBの焦点位置の座標を導出する。画像(F)には、焦点位置測定部50により導出された治療用超音波ビームTBの焦点位置BFが図示されている。なお、基準時相における治療用超音波ビームTBの超音波画像(D)から得られる焦点位置BFと、診断時相における治療用超音波ビームTBの超音波画像(F)から得られる焦点位置BFとを比較し、基準時相と診断時相の間における焦点位置BFの移動量が算出されてもよい。   The focal position measurement unit 50 measures the focal position BF of the therapeutic ultrasonic beam TB based on the ultrasonic image of the therapeutic ultrasonic beam TB. The focal position measurement unit 50 determines the focal position of the therapeutic ultrasonic beam TB based on the shape of the therapeutic ultrasonic beam TB confirmed by the ultrasonic image (E) of the therapeutic ultrasonic beam TB in the diagnosis time phase. Deriving coordinates. In the image (F), the focal position BF of the therapeutic ultrasonic beam TB derived by the focal position measurement unit 50 is illustrated. The focal position BF obtained from the ultrasonic image (D) of the therapeutic ultrasonic beam TB in the reference time phase and the focal position BF obtained from the ultrasonic image (F) of the therapeutic ultrasonic beam TB in the diagnostic time phase. And the movement amount of the focal position BF between the reference time phase and the diagnosis time phase may be calculated.

図7は、焦点位置BFの導出を説明するための図である。焦点位置測定部50は、画像形成部20において形成されたHBI画像(治療用超音波ビームTBの超音波画像)に対して、例えば、平滑化処理によりノイズ等を除去してから、二値化処理又は閾値処理を施すことにより、治療用超音波ビームTBの画像部分を抽出した図7(1)のHBI画像を得る。   FIG. 7 is a diagram for explaining the derivation of the focal position BF. The focal position measurement unit 50 binarizes the HBI image (the ultrasonic image of the therapeutic ultrasonic beam TB) formed in the image forming unit 20 after removing noise or the like by smoothing processing, for example. By performing the processing or the threshold processing, the HBI image of FIG. 7A obtained by extracting the image portion of the therapeutic ultrasonic beam TB is obtained.

図7(1)のHBI画像を得ると、焦点位置測定部50は、HBI画像内に焦点位置BFを算出するための関心領域Rを設定する。焦点位置測定部50は、例えば、焦点位置BFの初期位置、つまり治療を開始するにあたって治療用超音波ビームTBを初期設定した際の焦点位置BFを中心として、関心領域Rを設定する。関心領域Rの大きさや形状は、予め設定されたもの(例えば40mm×40mmの正方形)を利用してもよいし、ユーザが設定できるようにしてもよい。   When the HBI image of FIG. 7A is obtained, the focal position measurement unit 50 sets a region of interest R for calculating the focal position BF in the HBI image. For example, the focal position measurement unit 50 sets the region of interest R around the initial position of the focal position BF, that is, the focal position BF when the treatment ultrasonic beam TB is initially set to start treatment. The size and shape of the region of interest R may be set in advance (for example, a square of 40 mm × 40 mm) or may be set by the user.

焦点位置測定部50は、関心領域R内に処理ラインLを設定し、図7(2)に示す処理ラインLの輝度プロファイルを得る。図7(2)の横軸は、処理ラインLに沿った各画素の座標uを示しており、処理ラインL上における各画素の輝度(二値化処理又は閾値処理前の輝度値)が縦軸に示されている。   The focal position measurement unit 50 sets a processing line L in the region of interest R, and obtains a luminance profile of the processing line L shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 7 (2) indicates the coordinates u of each pixel along the processing line L, and the luminance (the luminance value before binarization processing or threshold processing) of each pixel on the processing line L is vertical. Shown on the axis.

強力な治療用超音波を送波して得られる治療用超音波ビームTBは、他組織等に比べて極めて高輝度であるため、HBI画像内において治療用超音波ビームTBの画像部分は極めて大きな輝度値となる。そこで、焦点位置測定部50は、図7(2)に示す処理ラインLの輝度プロファイル内において、極めて高い輝度部分、例えば所定の閾値以上の高輝度部分を治療用超音波ビームTBとみなす。   The therapeutic ultrasonic beam TB obtained by transmitting a powerful therapeutic ultrasonic wave has extremely high brightness compared to other tissues and the like, and therefore the image portion of the therapeutic ultrasonic beam TB is extremely large in the HBI image. It becomes a luminance value. Therefore, the focal position measurement unit 50 regards an extremely high luminance portion, for example, a high luminance portion having a predetermined threshold value or more, as the therapeutic ultrasonic beam TB in the luminance profile of the processing line L shown in FIG.

診断用振動子10Dの周囲にHIFU用振動子10Hが設けられたプローブ10(図1参照)であれば、治療用超音波ビームTBは、プローブ10の外周側から中央に向かって徐々に集束する。そのため、図7(1)に示すように、HBI画像内において、治療用超音波ビームTBは、浅い側から深くなるにつれて、外側から中心に向かって集束する形状となり、焦点位置BFよりも浅い側において、図7(2)に示すように、2つの山を備えた輝度プロファイルが得られる。   In the case of the probe 10 (see FIG. 1) in which the HIFU transducer 10H is provided around the diagnostic transducer 10D, the therapeutic ultrasonic beam TB is gradually focused from the outer peripheral side of the probe 10 toward the center. . Therefore, as shown in FIG. 7 (1), in the HBI image, the therapeutic ultrasound beam TB has a shape that converges from the outside toward the center as it becomes deeper from the shallow side, and is shallower than the focal position BF. As shown in FIG. 7B, a luminance profile having two peaks is obtained.

そこで、焦点位置測定部50は、図7(2)に示すように、処理ラインLの輝度プロファイル内において、2つの山のそれぞれについて各山の中心位置u1,u2を抽出する。焦点位置測定部50は、関心領域Rの最上段(プローブ10に最も近い最浅位置)から、深い方向(プローブ10から遠ざかる方向)に処理ラインLの位置を段階的に(例えば1mmずつ)シフトさせつつ、各位置において処理ラインLの輝度プロファイルを得て2つの山の中心位置u1,u2を抽出する。なお、各位置において2つの山の中心位置u1,u2が抽出できない場合、例えば山が1つのみ又は3つ以上となる場合には、その位置における抽出結果は利用せず、次の位置に処理ラインLをシフトさせて2つの山の中心位置u1,u2を抽出する。   Therefore, as shown in FIG. 7B, the focal position measurement unit 50 extracts the center positions u1 and u2 of each mountain for each of the two mountains in the luminance profile of the processing line L. The focal position measurement unit 50 shifts the position of the processing line L stepwise (for example, by 1 mm) from the top of the region of interest R (the shallowest position closest to the probe 10) to a deep direction (a direction away from the probe 10). Then, the luminance profile of the processing line L is obtained at each position, and the center positions u1 and u2 of the two peaks are extracted. In addition, when the center positions u1 and u2 of two mountains cannot be extracted at each position, for example, when there are only one or three or more mountains, the extraction result at that position is not used, and processing is performed at the next position. The line L is shifted to extract the center positions u1 and u2 of the two mountains.

焦点位置測定部50は、2つの山が1つの山に集束した段階において、つまり図7(3)に示す輝度プロファイルとなった時点で、処理ラインLのシフトを終了する。なお、図7(3)に示す終了時点の山の中心位置は抽出しなくてもよい。   The focal position measurement unit 50 ends the shift of the processing line L when the two peaks converge on one peak, that is, when the luminance profile shown in FIG. Note that the center position of the mountain at the end point shown in FIG.

そして、焦点位置測定部50は、複数の処理ラインLの各々から得られる2つの中心位置u1,u2に基づいて、治療用超音波ビームTBの焦点位置BFを算出する。つまり、図7(4)に示すように、焦点位置測定部50は、複数の中心位置u1から得られる直線(破線)と複数の中心位置u2から得られる直線(破線)の交点を焦点位置BFとする。各直線(破線)は、複数の中心位置u1または複数の中心位置u2に対する最小二乗法や1次元Huff変換などにより得ることができる。こうして、図7(4)に示すように、深さ方向vとライン方向uで構成される座標系上において、治療用超音波ビームTBの焦点位置BFの座標値が算出される。   The focal position measurement unit 50 calculates the focal position BF of the therapeutic ultrasound beam TB based on the two center positions u1 and u2 obtained from each of the plurality of processing lines L. That is, as shown in FIG. 7 (4), the focal position measurement unit 50 uses the intersection of a straight line (broken line) obtained from the plurality of center positions u1 and a straight line (broken line) obtained from the plurality of center positions u2 as the focal position BF. And Each straight line (broken line) can be obtained by a least square method or a one-dimensional Huff transform with respect to the plurality of center positions u1 or the plurality of center positions u2. In this way, as shown in FIG. 7 (4), the coordinate value of the focal position BF of the therapeutic ultrasonic beam TB is calculated on the coordinate system constituted by the depth direction v and the line direction u.

なお、複数の中心位置u1,u2が所定個数以下しか抽出できなかった場合には、焦点位置BFの検出ができないと判断して、例えば、HBI画像を変更して、図7に示す処理をやり直すことが望ましい。また、図7(3)に示す終了時点の山の中心位置を焦点位置BFとしてもよい。但し、図7(1)に示すHBI画像内において、本来の焦点位置BFよりも浅い側で比較的輝度値が大きくなるため、図7(4)に示したように2直線の交点を利用した方が、焦点位置BFを高精度に検出できる。   If only a predetermined number or less of the plurality of center positions u1 and u2 can be extracted, it is determined that the focus position BF cannot be detected, and for example, the HBI image is changed and the process shown in FIG. 7 is performed again. It is desirable. Further, the center position of the mountain at the end point shown in FIG. 7 (3) may be set as the focal position BF. However, in the HBI image shown in FIG. 7 (1), since the luminance value is relatively large on the side shallower than the original focal position BF, the intersection of two straight lines is used as shown in FIG. 7 (4). However, the focal position BF can be detected with higher accuracy.

移動量測定部40により治療部位Pの移動ベクトルが算出され(図6)、焦点位置測定部50により治療用超音波ビームTBの焦点位置の座標が導出されると(図6,図7)、照射位置確認部60は、治療部位Pの移動ベクトルと治療用超音波ビームTBの焦点位置の座標に基づいて、移動後の治療部位Pに対する治療用超音波の照射位置を確認する   When the movement vector of the treatment site P is calculated by the movement amount measurement unit 40 (FIG. 6) and the coordinates of the focal position of the therapeutic ultrasonic beam TB are derived by the focal position measurement unit 50 (FIGS. 6 and 7). The irradiation position confirmation unit 60 confirms the irradiation position of the therapeutic ultrasonic wave to the treatment site P after the movement based on the movement vector of the treatment site P and the coordinates of the focal position of the treatment ultrasonic beam TB.

照射位置確認部60は、例えばプローブ10を基準とした座標系において、移動後の治療部位Pに対する治療用超音波の照射位置の座標を算出する。これにより、例えば、治療前の基準時相において測定された初期位置(基準位置)から治療部位Pが移動した場合においても、また、治療前の基準時相において設定された治療用超音波ビームTBの焦点位置が移動した場合においても、移動後の時相においてプローブ10を基準とした座標系により、治療用超音波の照射位置(移動後の焦点位置)を確認することができる。   For example, in the coordinate system based on the probe 10, the irradiation position confirmation unit 60 calculates the coordinates of the irradiation position of the therapeutic ultrasound on the treatment site P after movement. Thereby, for example, even when the treatment site P moves from the initial position (reference position) measured in the reference time phase before treatment, and also in the treatment ultrasonic beam TB set in the reference time phase before treatment. Even when the focal position moves, the irradiation position of the therapeutic ultrasonic wave (focal position after movement) can be confirmed by the coordinate system based on the probe 10 in the time phase after movement.

照射位置確認部60は、複数セットに亘って連続波治療(図3参照)が行われる治療期間中において、複数時相に亘って治療用超音波の照射位置を確認する。そして、画像形成部20は、治療期間中の複数時相に亘って確認される治療用超音波の照射位置に基づいて治療部位に対する治療の進行状態を示した治療状態画像を形成する。画像形成部20は、例えば、治療用超音波が治療部位Pに与える熱量の分布を示した画像を形成する。   The irradiation position confirmation unit 60 confirms the irradiation position of the therapeutic ultrasonic wave over a plurality of time phases during a treatment period in which continuous wave treatment (see FIG. 3) is performed over a plurality of sets. And the image formation part 20 forms the treatment state image which showed the progress state of the treatment with respect to a treatment site | part based on the irradiation position of the ultrasonic wave for treatment confirmed over several time phases during a treatment period. For example, the image forming unit 20 forms an image showing the distribution of the amount of heat given to the treatment site P by the therapeutic ultrasound.

図8は、治療部位Pにおける熱量分布の算出を説明するための図である。図8(1)には、治療部位Pに対して設定された対象ラインTLが図示されており、図8(2)には、対象ラインTL上における熱量分布が図示されている。   FIG. 8 is a diagram for explaining the calculation of the calorie distribution at the treatment site P. FIG. 8 (1) shows the target line TL set for the treatment site P, and FIG. 8 (2) shows the heat quantity distribution on the target line TL.

治療部位Pにおける熱量分布を得るにあたっては、例えば、連続波の治療用超音波のビーム形状やビーム強度等から、単位時間当たりの熱量分布が予め決定され、複数時相に亘って確認される治療用超音波の照射位置(焦点位置)と、照射時間と、単位時間当たりの熱量分布に基づいて、積算された熱量分布が得られる。   In obtaining the heat quantity distribution at the treatment site P, for example, the heat quantity distribution per unit time is determined in advance from the beam shape, beam intensity, etc. of the continuous wave treatment ultrasonic wave, and the treatment is confirmed over a plurality of time phases. An integrated heat quantity distribution is obtained based on the irradiation position (focus position) of the ultrasonic waves for use, the irradiation time, and the heat quantity distribution per unit time.

例えば、図8(I)に示すように、照射位置に変動が無ければ、複数の時刻に亘って単位時間当たりの熱量分布が同じ位置において集中的に積算される。一方、図8(II)に示すように、照射位置に変動があれば、各時刻に対応した位置に単位時間当たりの熱量分布が配置されて分散的に積算される。   For example, as shown in FIG. 8I, if there is no change in the irradiation position, the heat amount distribution per unit time is intensively integrated at the same position over a plurality of times. On the other hand, as shown in FIG. 8 (II), if there is a change in the irradiation position, a heat amount distribution per unit time is arranged at a position corresponding to each time and accumulated in a distributed manner.

画像形成部20は、対象ラインTLを深さ方向、つまり図8(1)のv方向に移動させて、各移動位置において対象ラインTL上の熱量分布を得ることにより、二次元的な熱量分布を示す画像(熱量分布画像)を形成してもよい。   The image forming unit 20 moves the target line TL in the depth direction, that is, the v direction in FIG. 8A to obtain a heat amount distribution on the target line TL at each moving position, thereby obtaining a two-dimensional heat amount distribution. An image (heat quantity distribution image) may be formed.

図9は、熱量分布画像27の具体例を示す図である。画像形成部20は、治療部位Pの超音波画像(組織B画像)上に、二次元的な熱量分布の表示態様を重畳することにより、熱量分布画像27を形成する。例えば、組織B画像内の各座標(各画素)ごとに、色または模様などにより視覚的に各座標(各画素)における熱量の大きさを示した表示態様が、組織B画像上に重畳される。また、色または模様と熱量の大きさ(高低)を対応付けたカラーバーまたは模様バーを表示することが望ましい。   FIG. 9 is a diagram showing a specific example of the heat quantity distribution image 27. The image forming unit 20 forms a heat quantity distribution image 27 by superimposing a display form of a two-dimensional heat quantity distribution on the ultrasonic image (tissue B image) of the treatment site P. For example, for each coordinate (each pixel) in the tissue B image, a display mode that visually indicates the amount of heat at each coordinate (each pixel) by color or pattern is superimposed on the tissue B image. . In addition, it is desirable to display a color bar or a pattern bar in which a color or a pattern is associated with a magnitude of heat (high or low).

照射位置に変動が無ければ、例えば、図9(I)に示すように、固定的な照射位置を中心として楕円形または円形等の等高線状の熱量分布が得られる。図9(I)に示す熱量分布画像27は、当初の予定どおりに治療が進められることにより得られる理想的な画像例であり、図9(I)の熱量分布画像27を確認した医師等のユーザは、例えば、熱量の大きさ等に応じて、治療をそのまま継続するか治療の完了を判断すればよい。   If there is no change in the irradiation position, for example, as shown in FIG. 9 (I), a contoured heat distribution such as an ellipse or a circle is obtained with the fixed irradiation position as the center. The heat quantity distribution image 27 shown in FIG. 9 (I) is an ideal image example obtained by proceeding with the treatment as originally scheduled, and a doctor or the like who confirmed the heat quantity distribution image 27 shown in FIG. 9 (I). For example, the user may continue the treatment as it is or determine completion of the treatment according to the amount of heat.

一方、照射位置に変動が有れば、例えば、図9(II)に示すように、照射位置の変動に伴って比較的広い範囲に広がった形状の等高線状の熱量分布が得られる。図9(II)の熱量分布画像27を確認した医師等のユーザは、例えば、熱量分布の広がり方などに応じて、治療用超音波の照射位置を再設定するか否か等を判断すればよい。   On the other hand, if there is a change in the irradiation position, for example, as shown in FIG. 9 (II), a contour-line heat quantity distribution having a shape that spreads over a relatively wide range with the change in the irradiation position can be obtained. If a user such as a doctor who has confirmed the heat quantity distribution image 27 in FIG. 9 (II) determines, for example, whether or not to reset the treatment ultrasound irradiation position in accordance with how the heat quantity distribution spreads, or the like. Good.

図10は、本超音波治療装置の動作例を示すフローチャートである。まず、連続波による治療前に、治療部位の超音波画像(組織B画像)と治療用超音波ビームの超音波画像(HBI画像)が形成される(S101,図2参照)。そして、組織B画像に基づいて治療部位の位置などが確認されて治療箇所を焦点とした治療用超音波ビームが初期設定される(S102)。これにより、設定された治療用超音波ビームに沿って連続波の治療波による治療が開始される。   FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the ultrasonic therapy apparatus. First, an ultrasonic image (tissue B image) of a treatment site and an ultrasonic image (HBI image) of an ultrasonic beam for treatment are formed before treatment with continuous waves (S101, see FIG. 2). Then, the position of the treatment site is confirmed based on the tissue B image, and a treatment ultrasonic beam focused on the treatment site is initially set (S102). As a result, treatment with a continuous treatment wave is started along the set therapeutic ultrasound beam.

連続波による治療中においても、治療部位の超音波画像(組織B画像)と治療用超音波ビームの超音波画像(HBI画像)が形成される(S103,図2参照)。さらに、治療中に形成される組織B画像に基づいて治療部位の移動ベクトルが算出され(S104,図6参照)、治療中に形成されるHBI画像に基づいて焦点位置と焦点の移動ベクトルが算出される(S105,図6参照)。   Even during the continuous wave treatment, an ultrasound image (tissue B image) of the treatment site and an ultrasound image (HBI image) of the treatment ultrasound beam are formed (S103, see FIG. 2). Further, the movement vector of the treatment site is calculated based on the tissue B image formed during the treatment (S104, see FIG. 6), and the focal position and the movement vector of the focus are calculated based on the HBI image formed during the treatment. (S105, see FIG. 6).

そして、治療部位の移動ベクトルの大きさが閾値以内であり、且つ、焦点位置の移動ベクトルの大きさが閾値以内であれば(S106)、治療状態画像が形成されて表示部30に表示される(S107,図9)。熱量分布画像を見たユーザから治療終了の指示がなければ(S108)、S103の処理に戻って治療が継続される。S108においてユーザから治療終了の指示があれば、治療箇所の治療が終了する。   If the magnitude of the movement vector of the treatment site is within the threshold value and the magnitude of the movement vector of the focal position is within the threshold value (S106), a treatment state image is formed and displayed on the display unit 30. (S107, FIG. 9). If there is no instruction to end treatment from the user who has seen the calorie distribution image (S108), the process returns to S103 and the treatment is continued. If there is an instruction to end treatment from the user in S108, the treatment at the treatment site is finished.

また、S106において、治療部位の移動ベクトルの大きさと焦点位置の移動ベクトルの大きさの少なくとも一方が閾値を超えていれば、治療箇所が大きくずれたと判断し、治療用超音波の送信が停止されて表示部30に警告メッセージ等が表示される。   In S106, if at least one of the magnitude of the movement vector of the treatment area and the magnitude of the movement vector of the focal position exceeds the threshold value, it is determined that the treatment area has greatly deviated, and transmission of the treatment ultrasonic waves is stopped. Then, a warning message or the like is displayed on the display unit 30.

なお、治療部位に複数の治療箇所があれば、各治療箇所ごとに図10のフローチャートが実行される。   If there are a plurality of treatment sites in the treatment site, the flowchart of FIG. 10 is executed for each treatment site.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only a mere illustration in all the points, and does not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.

10 プローブ、12 診断用送受信部、14 治療用送信部、20 画像形成部、30 表示部、40 移動量測定部、50 焦点位置測定部、60 照射位置確認部、70 操作デバイス、80 制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Probe, 12 Diagnosis transmission / reception part, 14 Treatment transmission part, 20 Image formation part, 30 Display part, 40 Movement amount measurement part, 50 Focus position measurement part, 60 Irradiation position confirmation part, 70 Operation device, 80 Control part.

Claims (6)

治療用超音波を送波する治療用振動子と、
診断用超音波を送受する診断用振動子と、
生体内の治療部位に対して治療用超音波ビームを形成するように治療用振動子を制御する治療用送信部と、
診断用超音波ビームを形成するように診断用振動子を制御して生体内から受信信号を得る診断用送受信部と、
生体内から得られる受信信号に基づいて、治療部位の超音波画像と治療用超音波ビームの超音波画像を形成する画像形成部と、
治療部位の超音波画像に基づいて、治療部位の移動量を測定する移動量測定部と、
治療用超音波ビームの超音波画像に基づいて、治療用超音波ビームの焦点位置を測定する焦点位置測定部と、
治療部位の移動量と治療用超音波ビームの焦点位置に基づいて、移動後の治療部位に対する治療用超音波の照射位置を確認する照射位置確認部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波治療装置。
A therapeutic transducer for transmitting therapeutic ultrasonic waves;
A diagnostic transducer for transmitting and receiving diagnostic ultrasound; and
A therapeutic transmitter for controlling the therapeutic transducer so as to form a therapeutic ultrasonic beam for a treatment site in a living body;
A diagnostic transmission / reception unit for obtaining a received signal from the living body by controlling the diagnostic transducer so as to form a diagnostic ultrasonic beam;
An image forming unit that forms an ultrasound image of a treatment site and an ultrasound image of a treatment ultrasound beam based on a received signal obtained from the living body;
Based on the ultrasonic image of the treatment site, a movement amount measurement unit that measures the movement amount of the treatment site,
A focal position measurement unit that measures the focal position of the therapeutic ultrasonic beam based on the ultrasonic image of the therapeutic ultrasonic beam;
An irradiation position confirmation unit for confirming the irradiation position of the therapeutic ultrasonic wave to the treatment site after movement based on the movement amount of the treatment site and the focal position of the therapeutic ultrasonic beam;
Having
An ultrasonic therapy apparatus characterized by that.
請求項1に記載の超音波治療装置において、
前記移動量測定部は、治療部位の基準位置を定めた基準時相の超音波画像と、治療期間中における診断時相の超音波画像と、を比較して治療部位の移動量を導出し、
前記焦点位置測定部は、前記診断時相の超音波画像に対する画像処理により確認される治療用超音波ビームの形状に基づいて、前記診断時相における治療用超音波ビームの焦点位置を導出し、
前記照射位置確認部は、治療部位の基準位置と移動量と治療用超音波ビームの焦点位置とに基づいて、前記診断時相における治療用超音波の照射位置を導出する、
ことを特徴とする超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1,
The movement amount measurement unit derives the movement amount of the treatment site by comparing the ultrasound image of the reference time phase in which the reference position of the treatment site is determined and the ultrasound image of the diagnosis time phase during the treatment period,
The focal position measurement unit derives the focal position of the therapeutic ultrasonic beam in the diagnostic time phase based on the shape of the therapeutic ultrasonic beam confirmed by image processing on the ultrasonic image in the diagnostic time phase,
The irradiation position confirmation unit derives the irradiation position of the therapeutic ultrasonic wave in the diagnosis time phase based on the reference position and movement amount of the treatment site and the focal position of the therapeutic ultrasonic beam.
An ultrasonic therapy apparatus characterized by that.
請求項2に記載の超音波治療装置において、
前記移動量測定部は、前記移動量として、前記基準時相と前記診断時相の間における治療部位の移動ベクトルを導出し、
前記照射位置確認部は、治療部位の基準位置と移動ベクトルと治療用超音波ビームの焦点位置とに基づいて、当該超音波治療装置による治療の基準となる基準座標系における前記照射位置の座標情報を得る、
ことを特徴とする超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to claim 2,
The movement amount measuring unit derives a movement vector of a treatment site between the reference time phase and the diagnosis time phase as the movement amount,
The irradiation position confirmation unit is coordinate information of the irradiation position in a reference coordinate system serving as a reference for treatment by the ultrasonic treatment apparatus based on a reference position of the treatment site, a movement vector, and a focus position of the treatment ultrasonic beam. Get the
An ultrasonic therapy apparatus characterized by that.
請求項1から3のいずれか1項に記載の超音波治療装置において、
前記画像形成部は、治療期間中の複数時相に亘って確認される治療用超音波の照射位置に基づいて、治療部位に対する治療の進行状態を示した治療状態画像を形成する、
ことを特徴とする超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming unit forms a treatment state image showing a treatment progress state for a treatment site based on a treatment ultrasonic wave irradiation position confirmed over a plurality of time phases during a treatment period.
An ultrasonic therapy apparatus characterized by that.
請求項4に記載の超音波治療装置において、
前記画像形成部は、治療用超音波ビームによる治療部位に対する加熱量をマッピングした前記治療状態画像を形成する、
ことを特徴とする超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to claim 4, wherein
The image forming unit forms the treatment state image in which a heating amount for a treatment site by a treatment ultrasonic beam is mapped.
An ultrasonic therapy apparatus characterized by that.
請求項1から5のいずれか1項に記載の超音波治療装置において、
前記画像形成部は、治療部位の超音波画像と治療用超音波ビームの超音波画像を合成した表示画像を形成する、
ことを特徴とする超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The image forming unit forms a display image obtained by synthesizing an ultrasonic image of a treatment site and an ultrasonic image of a therapeutic ultrasonic beam.
An ultrasonic therapy apparatus characterized by that.
JP2013114504A 2013-05-30 2013-05-30 Ultrasonic treatment device Pending JP2014233305A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013114504A JP2014233305A (en) 2013-05-30 2013-05-30 Ultrasonic treatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013114504A JP2014233305A (en) 2013-05-30 2013-05-30 Ultrasonic treatment device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014233305A true JP2014233305A (en) 2014-12-15

Family

ID=52136486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013114504A Pending JP2014233305A (en) 2013-05-30 2013-05-30 Ultrasonic treatment device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014233305A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020054485A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 オリンパス株式会社 Ultrasonic observation device, method for operating ultrasonic observation device, and computer-readable recording medium
KR20220112389A (en) * 2021-02-04 2022-08-11 서강대학교산학협력단 Hifu signal elimination device and ultrasound image device including the same
JP7222562B1 (en) 2021-12-07 2023-02-15 ソニア・セラピューティクス株式会社 HIFU treatment display device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020054485A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 オリンパス株式会社 Ultrasonic observation device, method for operating ultrasonic observation device, and computer-readable recording medium
JP2020043928A (en) * 2018-09-14 2020-03-26 オリンパス株式会社 Ultrasonic observation apparatus, operation method of ultrasonic observation apparatus, and operation program of ultrasonic observation apparatus
JP7094843B2 (en) 2018-09-14 2022-07-04 オリンパス株式会社 Ultrasound observing device, how to operate the ultrasonic observing device, computer-readable recording medium and ultrasonic diagnostic system
US11786211B2 (en) 2018-09-14 2023-10-17 Olympus Corporation Ultrasound imaging apparatus, method of operating ultrasound imaging apparatus, computer-readable recording medium, and ultrasound imaging system
KR20220112389A (en) * 2021-02-04 2022-08-11 서강대학교산학협력단 Hifu signal elimination device and ultrasound image device including the same
KR102649718B1 (en) 2021-02-04 2024-03-19 서강대학교산학협력단 Hifu signal elimination device and ultrasound image device including the same
JP7222562B1 (en) 2021-12-07 2023-02-15 ソニア・セラピューティクス株式会社 HIFU treatment display device
WO2023105809A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 ソニア・セラピューティクス株式会社 Display device for hifu therapy
JP2023084489A (en) * 2021-12-07 2023-06-19 ソニア・セラピューティクス株式会社 Display device for hifu treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5819609B2 (en) Image guided focused ultrasound therapy system with motion compensation
KR101462023B1 (en) Method for Detecting Cavitation and Ultrasound Medical Apparatus Therefor
BR112018072101B1 (en) SYSTEMS AND METHODS FOR COSMETIC SKIN TREATMENT WITH ULTRASOUND
KR102111453B1 (en) Apparatus for Extracorporeal Shock Wave Therapy
JP5603572B2 (en) Ultrasonic therapy device
WO2012077219A1 (en) Ultrasound treatment device and control method thereof
KR101456924B1 (en) Method for Compensating Focal Point, Ultrasound Medical Apparatus Therefor
JP4928458B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP5885189B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic diagnostic program
JP2014233305A (en) Ultrasonic treatment device
CN106175836B (en) Ultrasonic focus positioning method
JP2006136441A (en) Apparatus and method for ultrasonic irradiation
KR101534574B1 (en) Ultrasound probe comprising tilt sensor and ultrasound diagnosis or treatment apparatus using the same
JP6633314B2 (en) Ultrasound medical equipment
WO2016027610A1 (en) Ultrasonic medical device
WO2014192757A1 (en) Ultrasonic medical device
JP2022029165A (en) Ultrasonic evaluation device and supersonic evaluation method
JP4782407B2 (en) Ultrasonic irradiation device
KR101861842B1 (en) Method for controlling high-intensity focused ultrasound by using plurality of frequencies, and high-intensity focused ultrasound treatment apparatus for same
JP5460508B2 (en) Ultrasonic measuring device and ultrasonic treatment system
JP2016027842A (en) Ultrasonic therapy device
Liu et al. Effects of tracking beam dimensions on harmonic motion imaging (hmi) with electronic beam steering of focused ultrasound (fus)
JPH0824268A (en) Impulse wave treating apparatus and thermal treating apparatus
JP2013153998A (en) Ultrasonic therapeutic system
JP6653172B2 (en) Ultrasound therapy equipment