JP3840336B2 - 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 Download PDFInfo
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Description
【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 Ｉｍａｇｉｎｇ １３、ｐｐ．１１１−１３４（１９９１））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、Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ３．、ｐｐ．３１４−３２５（１９９４））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１５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ＫＷ／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１８０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４ＭＨｚ、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４ＭＨｚ、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３４、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、２９…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。
【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 Ｉｍａｇｉｎｇ １３、ｐｐ．１１１−１３４（１９９１））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、Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ３．、ｐｐ．３１４−３２５（１９９４））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１５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ＫＷ／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１８０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４ＭＨｚ、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４ＭＨｚ、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３４、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、２９…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。
Claims (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。
- 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。
- 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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