JP3699046B2

JP3699046B2 - 超音波治療装置

Info

Publication number: JP3699046B2
Application number: JP2002002229A
Authority: JP
Inventors: 一成石田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: JP2003199760A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体内に治療用超音波振動子から高エネルギー超音波を放射（照射）して病変部を治療する超音波治療装置に関し、特に、指示設定された被治療位置に前記治療用超音波振動子から放射（照射）される高エネルギー超音波の強度を治療部位に応じて変化させる治療制御手段と有する超音波治療装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波治療装置では、診断用探触子で得られた断層画像に対して、画面上に表示されたカーソルをマウスなどのポインティングデバイスにより移動させて、治療部位を予め設定した後、照射開始スイッチにより治療用超音波振動子から高エネルギー超音波放射（照射）を開始し、予め設定した時間が経過した後、放射を停止するものである。また、治療に用いる強力超音波の強度は予め設定されている（特開平１０−１９２２８９号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の超音波治療装置は、通常、一回の高エネルギー超音波放射（照射）で凝固壊死を起こす体積は小さいため、ある程度の体積に対して治療を行うためには複数回の放射（照射）を行う必要がある。
【０００４】
しかしながら、従来の超音波治療装置では、被治療者（患者）の治療すべき被治療部位に関係なく治療に用いる強力超音波の強度が予め設定しているため、被治療者（患者）の治療すべき被治療部位よっては超音波照射が悪影響を与え、患部をさらに悪化させるという問題があった。特に、例えば、照射（放射）してはいけない部位、ガン細胞と正常細胞、ガン細胞の種類、前立腺、尿をとめる筋肉、血管の近傍等の場合に、超音波照射の強度によって悪影響を与え、患部をさらに悪化させる場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、超音波治療装置において、被治療者（患者）の治療すべき被治療部位に応じて照射超音波の強度を変化させることが可能な技術を提供することにある。
本発明の目的は、超音波治療装置において、被治療者（患者）に対する安全性を向上することが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明の概要を簡単に説明すれば下記のとおりである。
本願請求項１の発明は、被検体内に超音波を送受信し、被治療部位の超音波断層像を収集する診断用探触子と、前記被治療部位に高エネルギー超音波を照射する治療用超音波振動子と、前記診断用探触子で得られた超音波断層画像を表示する超音波画像表示器と、該超音波画像表示器の表示画面に被治療位置を指示する手段とを有する超音波治療装置であって、
前記治療用超音波振動子から前記指示された被治療位置に照射される高エネルギー超音波の強度を治療部位に応じて変化させる治療制御手段と、前記超音波画像表示器の表示画面上の被治療位置を指示する手段に圧力を感知する手段と、前記感知された圧力に応じた超音波強度を制御する手段とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
本願請求項１の発明によれば、治療用超音波振動子から指示された被治療位置に照射される高エネルギー超音波の強度を治療部位に応じて変化させる治療制御手段を設けたことにより、被治療者（患者）の治療すべき被治療部位（例えば、照射（放射）してはいけない部位、ガン細胞と正常細胞、ガン細胞の種類、前立腺、尿をとめる筋肉、血管の近傍等）に応じて照射超音波の強度を調整して適度な強度にすることができるので、患部をさらに悪化させることがない。これにより、被治療者（患者）に対する安全性を向上することができる。
また、本願請求項１の発明によれば、被治療者（患者）の治療すべき被治療部位（例えば、照射（放射）してはいけない部位、ガン細胞と正常細胞、ガン細胞の種類、前立腺、尿をとめる筋肉、血管の近傍等）を容易に検出することができる。この検出された圧力に基づいて超音波強度を調整して適度な強度にすることができる。
【０００８】
本願請求項２の発明は、被検体内に超音波を送受信し、被治療部位の超音波断層像を収集する診断用探触子と、前記被治療部位に高エネルギー超音波を照射する治療用超音波振動子と、前記診断用探触子で得られた超音波断層画像を表示する超音波画像表示器と、該超音波画像表示器の表示画面に被治療位置を指示する手段とを有する超音波治療装置であって、
前記超音波画像表示器としてタッチパネル型超音波画像表示器を用い、該超音波画像表示器のタッチパネルの表示画面上でスタイラスペンにより被治療位置を指示設定する手段と、該指示設定された被治療位置に前記治療用超音波振動子から照射される高エネルギー超音波の強度を治療部位に応じて変化させる治療制御手段と、前記超音波画像表示器の表示画面上の被治療位置を指示する手段に圧力を感知する手段と、前記感知された圧力に応じた超音波強度を制御する手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
本願請求項２の発明によれば、超音波画像表示器をタッチパネル型超音波画像表示器とし、該超音波画像表示器のタッチパネルの表示画面上でスタイラスペンにより被治療位置を指示設定することにより、被治療位置を容易に指示設定することができる。また、前記指示設定された被治療位置に前記治療用超音波振動子から照射される高エネルギー超音波の強度を治療部位に応じて変化させることにより、被治療者（患者）の治療すべき被治療部位（例えば、照射（放射）してはいけない部位、ガン細胞と正常細胞、ガン細胞の種類、前立腺、尿をとめる筋肉、血管の近傍等）に応じて照射超音波の強度を調整して適度な強度にすることができるので、患部をさらに悪化させることがない。これにより、被治療者（患者）に対する安全性をさらに向上することができる。
また、本願請求項２の発明によれば、被治療者（患者）の治療すべき被治療部位（例えば、照射（放射）してはいけない部位、ガン細胞と正常細胞、ガン細胞の種類、前立腺、尿をとめる筋肉、血管の近傍等）を容易に検出することができる。この検出された圧力に基づいて超音波強度を調整して適度な強度にすることができる。
【００１２】
以下に、本発明について、本発明による実施形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態の超音波治療装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の超音波治療装置は、図１に示すように、スタイラスペン１と、タッチパネル２と、超音波画像表示器３と、位置検出部４と、治療制御部５と、診断用探触子６１と複数の振動子からなる治療用超音波振動子６２とを一体化した治療プローブ６と、超音波断層装置７と、圧力センサ８とからなる。
前記スタイラスペン１とタッチパネル２と位置検出部４は、タッチパネル２の上においてスタイラスペン１を押し当てた場所の位置情報を位置検出部４により得ることができるものである。治療制御部５は、設定された治療部位に集束超音波を照射できるよう超音波発生回路を備えている。
【００１４】
図２は前記治療制御部（ＣＰＵ）５の概略構成を示すブロック図である。
前記治療制御部（ＣＰＵ）５は、図２に示すように、遅延手段５１、超音波発振器５２、遅延制御器５３、及び可変利得増幅器５４で構成されている。
前記遅延手段５１は、遅延制御器５３により制御されたタイミングで所定の超音波振動子を前記可変利得増幅器５４からの超音波発振信号により励起して超音波を照射する。
前記可変利得増幅器５４は、前記圧力センサ８からの情報を元に、利得を変化させる増幅器であり、超音波発振器５２からの信号を増幅させ、遅延手段５１に入力する構成になっている。このように構成することにより、例えば、スタイラスペン１を強く押し当てた場合には、超音波出力を大きくし、弱く押し当てた場合には、超音波出力を小さくする。
【００１５】
前記治療プローブ６は、診断用探触子６１と治療用振動子６２とからなり、両者は一体に構成されている。
前記診断用探触子６１は、超音波断層装置７に接続され、生体内の治療部位の超音波断層像を収集するものであり、通常の超音波診断装置の探触子と同様に、超音波の発生源であると共に反射エコーを受信する複数の振動子を有する。例えば、コンベックス型に構成され、診断用探触子６１から照射される超音波ビームにより、扇型の断層面の超音波断層像を収集して生体内の被治療部位を観察できるようになっている。得られた超音波断層像は、超音波画像表示器３によって表示される。
前記治療用超音波振動子６２は、治療制御部（ＣＰＵ）５に接続され、治療を行う部位（被治療部）に高エネルギー超音波を照射して被治療部の病巣部（患部）を焼灼するものである。
【００１６】
前記圧力センサ８は、スタイラスペン１もしくはタッチパネル２のどちらかに取り付けられ、被治療部位（被治療位置）を指定する時に同時にスタイラスペン１がタッチパネル２を押す圧力を測定するものである。前記スタイラスペン１がタッチパネル２を押す圧力を圧力センサ８により計測し、そのデータを治療制御部５に入力する。
【００１７】
次に、このように構成された超音波治療装置の使用及び動作について図１、図３及び図４を用いて説明する。
まず、図１に示す診断用探触子６１と治療用超音波振動子６２とからなる治療プローブ６を被治療者（患者）の体表から、あるいは手術中に開腹した状態における臓器表面から目的とする治療部位のある生体内部を診断用探触子６１が接続された超音波断層装置７の超音波画像表示器３により観察する。
【００１８】
この時の超音波画像表示器３で表示されている画面の模式図を図３に示す。超音波画像表示器３中に超音波画像３１が表示され、その中に臓器３２の断層画像が得られている。さらに、これから治療を行いたい部位として設定する場所を治療部位３３とする。超音波集束波による加熱凝固による焼灼範囲は、１度の照射で通常１×１×２ｍｍ程度の範囲であるため、照射位置を変えながら複数回の照射が必要となる。
【００１９】
次に、超音波画像表示器３に重ねて設置されているタッチパネル２の上から治療を行う部位、すなわち超音波を照射したい部位（図３においては治療部位３３の中の任意に位置）にスタイラスペン１を使って位置を指定する。
【００２０】
指定された場所は、タッチパネル２から位置情報として出力される。タッチパネル２によりスタイラスペン１で押された場所を得る方法としては、超音波表面弾性波方式や赤外線走査方式などがあり、超音波や赤外線がスタイラスペンにより途切れた部分をＸ軸、Ｙ軸で検出するものである。このタッチパネル２上の位置をもとに、位置検出部４により探触子の位置との相対位置がわかるので、治療制御部５に対して、超音波を照射する位置を指示する。
【００２１】
ここで、図４を用いて、治療制御部５の動作を詳しく説明する。治療用振動子群６２は複数の振動子（素子）６２ａから６２ｎからなる。この構成により、任意の場所にある集束点６３に超音波を照射することを考える。
【００２２】
図４においては、振動子（素子）６２ｇから垂直方向に距離Ｌ_０離れた位置に集束点６３があるものとする。また、振動子（素子）６２ａと６２ｇの距離をＰとする。なお、Ｐは振動子（素子）のピッチ間隔と振動子（素子）数から計算できる。この時、振動子（素子）６２ａから集束点６３までの距離Ｌａは、数１の式で表わされる。各振動子（素子）も同様に計算される。
【００２３】
【数１】
Ｌａ＝√（Ｌ_０ ^２＋Ｐ^２）
ここで、生体中の音速をＶとすると、各振動子（素子）から集束点６３に超音波が到達する時間ｔ_ｎは数２の式で表わされる。
【００２４】
【数２】
ｔ_ｎ＝Ｌ_ｎ／Ｖ
そこで、それぞれの振動子（素子）からの超音波が同時刻に集束点６３に到達するように各振動子（素子）に印加される電気信号を遅延手段５１により遅延させる。すなわち、前述の例では、遅延手段５１ａでは、遅延量Ｄ_ｔａ＝０とし、遅延手段５１ｇでは、Ｄ_ｔｇ（＝ｔ_ａ−ｔ_ｇ）とする。これらの制御を遅延制御器５３にて行う。このように制御を行うことにより、超音波発振器５２から同一位相で送信した電気信号から集束点６３で超音波が集束するよう動作する。
【００２５】
このようにして、スタイラスペン１にて設定された位置に超音波が照射される。次に、スタイラスペン１をタッチパネル２から離すことにより、超音波の照射を停止する。このタッチパネル２を押すことや離すことを繰り返すことにより、照射位置を変えながら照射を行うことが可能となる。また、タッチパネル２を押したままスタイラスペン１を移動させることで順次照射位置を変化させることも可能となる。
なお、前記説明においては、スタイラスペン１を用いて治療部位の設定を行っていたが、スタイラスペン１を用いずに、例えば、指でもタッチパネルが対応している場合、この方式が実現できる。
【００２６】
本実施形態の超音波治療装置によれば、超音波画像表示器をタッチパネル型超音波画像表示器３とし、該超音波画像表示器３のタッチパネル２の表示画面上でスタイラスペン１により被治療位置を指示設定することにより、被治療位置を容易に指示設定することができる。また、前記指示設定された被治療位置に前記治療用超音波振動子６２から照射される高エネルギー超音波の強度を治療部位に応じて変化させることにより、被治療者（患者）の治療すべき被治療部位（例えば、照射（放射）してはいけない部位、ガン細胞と正常細胞、ガン細胞の種類、前立腺、尿をとめる筋肉、血管の近傍等）に応じて照射超音波の強度を調整して適性な強度にすることができるので、患部をさらに悪化させることがない。これにより、被治療者（患者）に対する安全性をさらに向上することができる。
【００２７】
また、超音波画像表示器３の表示画面上の被治療位置を指示するスタイラスペン１に圧力を感知する圧力センサ８を設けることにより、この圧力センサ８によって得られた圧力で被治療者（患者）の治療すべき被治療部位を容易に検出することができる。この検出された圧力に基づいて超音波強度を調整して適性な強度にすることができる。
【００２８】
以上、本発明を前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
本願において開示される発明によって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）被治療者（患者）の治療すべき被治療部位に応じて照射超音波の強度を調整して適性な強度にすることができるので、患部をさらに悪化させることがない。
（２）被治療位置を容易に指示設定することができる。
（３）圧力センサによって得られた圧力で被治療者（患者）の治療すべき被治療部位を容易に検出することができる。
（４）前記（１）乃至（３）により、体動による患部の移動があった場合でも簡単に照射部位の移動や照射の停止を行うことができ、被治療者（患者）に対する安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施形態の超音波治療装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の超音波治療装置の治療制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の超音波治療装置の超音波画像表示器の表示画面上の画像を示す模式図である。
【図４】本実施形態の超音波治療装置の治療制御部の動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１…スタイラスペン２…タッチパネル
３…超音波画像表示器３１…超音波画像
３２…臓器３３…治療部位
４…位置検出部５…治療制御部
５１…遅延手段５２…超音波発振器
５３…遅延制御器５４…可変利得増幅器
６…治療プローブ６１…診断用探触子
６２…治療用振動子６３…集束点
７…超音波断層装置８…圧力センサ

Claims

被検体内に超音波を送受信し、被治療部位の超音波断層像を収集する診断用探触子と、前記被治療部位に高エネルギー超音波を照射する治療用超音波振動子と、前記診断用探触子で得られた超音波断層画像を表示する超音波画像表示器と、該超音波画像表示器の表示画面に被治療位置を指示する手段とを有する超音波治療装置であって、
前記治療用超音波振動子から前記指示された被治療位置に照射される高エネルギー超音波の強度を治療部位に応じて変化させる治療制御手段と、前記超音波画像表示器の表示画面上の被治療位置を指示する手段に圧力を感知する手段と、前記感知された圧力に応じた超音波強度を制御する手段とを設けたことを特徴とする超音波治療装置。
被検体内に超音波を送受信し、被治療部位の超音波断層像を収集する診断用探触子と、前記被治療部位に高エネルギー超音波を照射する治療用超音波振動子と、前記診断用探触子で得られた超音波断層画像を表示する超音波画像表示器と、該超音波画像表示器の表示画面に被治療位置を指示する手段とを有する超音波治療装置であって、
前記超音波画像表示器としてタッチパネル型超音波画像表示器を用い、該超音波画像表示器のタッチパネルの表示画面上でスタイラスペンにより被治療位置を指示設定する手段と、該指示設定された被治療位置に前記治療用超音波振動子から照射される高エネルギー超音波の強度を治療部位に応じて変化させる治療制御手段と、前記超音波画像表示器の表示画面上の被治療位置を指示する手段に圧力を感知する手段と、前記感知された圧力に応じた超音波強度を制御する手段とを設けたことを特徴とする超音波治療装置。