JP5032226B2 - 超音波治療装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波治療装置に係り、特に、画像データの観察下にて治療対象部位に対し強力超音波を照射することにより焼灼治療を行なう超音波治療装置に関する。

近年、低侵襲治療と呼ばれる治療法が注目を集めており、悪性腫瘍治療の分野においても低侵襲治療への積極的な試みがなされている。特に悪性腫瘍の場合、その治療の多くを外科的手術に頼っているが、従来の外科的手術による治療、即ち広範囲の組織切除を行なう場合には、その臓器がもつ本来の機能や外見上の形態を大きく損なう場合が多く、たとえ生命を存えたとしても患者に対して多大な負担を与えることになる。

このような従来の外科的治療に対してＱＯＬ（quality-of-life）を考慮した低侵襲治療法として経皮的穿刺法や体外焼灼治療法等がある。前者にはＰＥＩＴ（経皮的エタノール注入法：Percutaneous Ethanol Injection Technique）やマイクロ波穿刺焼灼法があり、例えば、患者体内に刺入された穿刺針の状態を超音波診断装置によって収集されるリアルタイム画像データの観察下にて確認することにより治療における安全性を飛躍的に向上させることができる。特に、刺入された穿刺針の先端部より放射されるラジオ波により治療対象部位を焼灼治療する、所謂、ラジオ波焼灼療法（ＲＦＡ：Radio Frequency Ablation）は、局所的な焼灼領域を簡便かつ確実に制御することが可能なため肝腫瘍等の治療法として臨床の場で広く用いられるようになってきた。しかしながら、上述の経皮的穿刺法は、穿刺に伴う合併症や癌細胞の播種等のリスクを有していることが明らかになりつつある。

一方、体外焼灼治療法であるＨＩＦＵ（強力エネルギー集束超音波法:High Intensity Focused Ultrasound）法は、強力超音波を患者の体表を介して腫瘍等の治療対象部位に集束させることによりこの治療対象部位を熱変性壊死（焼灼）させる治療法である。この治療法はエネルギーの集束性と深達度に優れているため体内の深部に存在する局所的な治療対象部位に対して体外からの治療が可能となり、更に、穿刺針の刺入を必要としないため上述のような穿刺に伴う合併症や癌細胞播種等のリスクを回避することができるという利点を有している。

悪性腫瘍等の治療対象部位に対し上述のＨＩＦＵ法を適用する場合、通常、治療対象部位の周囲に所定サイズのマージン領域を設定し、治療対象部位及びマージン領域に対し強力超音波を照射することにより腫瘍細胞の残存による再発を防止している。

ＨＩＦＵ法では、局所的に存在した治療対象部位とそのマージン領域（以下では、これらを纏めて焼灼部位と呼ぶ。）を効率よく焼灼するために、例えば、数ｍｍ程度の直径を有した集束超音波ビームを強力超音波として用いている。このため、呼吸性移動に起因して焼灼部位と集束超音波ビームの焦点との間に位置ズレが発生した場合、焼灼部位に対する強力超音波の照射頻度が低下するため焼灼治療に多くの時間を要し、更に、焼灼部位の周囲に存在する正常組織に対して障害を与えるという問題点を有していた。

このような問題点を解決するために、超音波診断装置等によって収集された画像データの観察下にて上述の焼灼治療を行ない、この画像データにおいて焼灼部位と強力超音波の焦点との一致が確認された時点で焼灼部位に対し強力超音波を照射する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。更に、焼灼部位及びその周囲領域に対する３次元走査によって収集したボリュームデータを用いて呼吸性移動に伴う焼灼部位の移動方向及び移動量を検出し、これらの検出結果に基づいて強力超音波による焼灼位置を自動補正することにより焼灼部位に対する強力超音波の照射精度と照射効率を向上させる方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２０００−２３７２０５号公報 特開２００６−１３６４４１号公報

上述の特許文献２に記載された方法によれば、患者体内の呼吸性移動に伴って移動する焼灼部位を自動追尾することにより、強力超音波の焦点を予め設定された焼灼部位の焼灼位置に常時一致させることが可能となるため焼灼治療における安全性を向上させることができる。しかしながら、呼吸性移動を伴う焼灼部位の自動追尾と焼灼治療を交互に行なう場合、特許文献２に記載された方法によれば、患者体内の広い３次元領域から収集されたボリュームデータに基づいて自動追尾を目的とした演算処理が行なわれるため多大の演算時間が必要となる。このため、正確な自動追尾が要求される場合には焼灼治療の効率は低下し、又、焼灼治療の効率を高めるためには自動追尾の精度を犠牲にしなくてはならないという問題点を有している。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像データの観察下にて行なわれる強力超音波を用いた焼灼治療において、患者体内の呼吸性移動等に伴って移動する焼灼部位の移動方向及び移動量を短時間かつ正確に検出することにより、焼灼治療における焼灼精度と焼灼効率を改善することが可能な超音波治療装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波治療装置は、画像データの観察下にて患者の治療対象部位に対し強力超音波を照射して焼灼治療を行なう超音波治療装置において、前記治療対象部位を含む３次元領域のボリュームデータを収集するボリュームデータ収集手段と、当該患者の基準呼吸時相において収集された前記ボリュームデータに対し前記治療対象部位を含む焼灼部位を設定し、１つあるいは複数の呼吸周期における前記焼灼部位の移動領域を焼灼部位移動領域として設定する焼灼部位移動領域設定手段と、異なる複数の呼吸時相にて収集された前記ボリュームデータの各々における前記焼灼部位移動領域に対して演算処理を行ない前記焼灼部位の移動情報を検出する焼灼部位移動検出手段と、前記焼灼部位の移動情報に基づいてこの焼灼部位における焼灼位置を補正する焼灼位置補正手段と、補正された前記焼灼位置に対して強力超音波を照射する超音波照射手段とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、画像データの観察下にて行なわれる強力超音波を用いた焼灼治療において、患者体内の呼吸性移動等に伴って移動する焼灼部位の移動方向及び移動量を短時間かつ正確に検出することにより、焼灼治療における焼灼精度と焼灼効率を改善することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

以下に述べる本発明の実施例では、腫瘍等の治療対象部位を含む患者体内の３次元領域から収集した基準呼吸時相のボリュームデータに基づいて前記治療対象部位とその周囲のマージン領域からなる３次元的な焼灼部位を設定し、更に、基準呼吸時相に後続する複数の呼吸時相において時系列的に収集されるボリュームデータに基づき前記焼灼部位の呼吸性移動における移動領域を焼灼部位移動領域として設定する。次いで、基準呼吸時相において収集されたボリュームデータに基づく焼灼計画に従って前記焼灼部位の所定焼灼位置に対し強力超音波を照射する際、隣接した呼吸時相の各々において収集された２つのボリュームデータを焼灼部位移動領域の範囲内で演算処理することによって焼灼部位の移動情報を検出し、この検出結果に基づいて補正された焼灼位置に対して強力超音波を照射する。

尚、以下の実施例では、複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブによって得られたＢモードデータに基づくボリュームデータを収集し、このボリュームデータを用いて焼灼部位の呼吸性移動を検出する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、カラードプラデータ、あるいはＢモードデータとカラードプラデータに基づくボリュームデータであってもよく、これらＢモードデータやカラードプラデータは造影剤が投与された当該患者から得られるものであっても構わない。

（装置の構成）
本発明の実施例につき図１乃至図９を用いて説明する。尚、図１は、本実施例における超音波治療装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、この超音波治療装置が備えるボリュームデータ収集部の具体的な構成を示すブロック図である。

図１において、超音波治療装置１００は、患者体内に対する超音波の３次元走査によって３次元データ（ボリュームデータ）を収集するボリュームデータ収集部２と、凹面状の圧電振動子３１を有し患者体内の焼灼部位（即ち、治療対象部位とその周囲のマージン領域）に対して強力超音波を照射する超音波照射部３と、この超音波照射部３に設けられた圧電振動子３１に対して駆動信号を供給する振動子駆動部４と、ボリュームデータ収集部２から供給されるボリュームデータを処理して３次元画像データを生成する３次元画像データ生成部５と、前記ボリュームデータに設定されたＭＰＲ断面においてＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部６を備えている。

又、超音波治療装置１００は、ボリュームデータ収集部２から供給される時系列的なボリュームデータに基づいて焼灼部位の呼吸性移動における３次元的な移動領域を設定する焼灼部位移動領域設定部７と、隣接した呼吸時相の各々において収集された２つのボリュームデータに基づいて焼灼部位の移動情報（即ち、移動方向及び移動量）を検出する焼灼部位移動検出部８と、前記焼灼部位の移動情報に基づいて焼灼位置を補正する焼灼位置補正部９と、補正後の焼灼位置情報に基づいて移動制御信号を生成する移動機構制御部１０と、前記移動制御信号に従って超音波照射部３を所定の方向に所定距離移動させる移動機構部１１を備え、更に、ＭＰＲ画像データ生成部６において生成されたＭＰＲ画像データや３次元画像データ生成部５において生成された３次元画像データに焼灼部位、焼灼位置あるいは焦点位置等の情報を重畳して表示する表示部１２と、ボリュームデータ収集条件の設定、ＭＰＲ断面の設定、シード点の設定、焼灼計画の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１３と、当該患者の呼吸波形を検出し、得られた呼吸波形データに基づいて呼吸時相を設定する生体信号検出部１４と、超音波治療装置が備えた上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１５を備えている。

上記の各ユニットにつき更に詳しく説明する。図２に示すボリュームデータ収集部２は、治療対象部位を含む患者体内の３次元領域に対して超音波パルス（送信超音波）を送信し前記患者体内から得られた超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する複数の振動素子を備えた超音波プローブ２１と、前記３次元領域の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を超音波プローブ２１の前記振動素子に供給しこれらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部２２と、整相加算後の受信信号を信号処理してＢモードデータを生成する受信信号処理部２３と、患者体内に対する３次元走査によって得られた上述のＢモードデータを超音波の送受信方向に対応させて配列しボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部２４を備えている。

超音波プローブ２１は、２次元配列された図示しないＮ個の振動素子をその先端部に有し、これら振動素子の各々は、Ｎチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部２２の入出力端子に接続されている。振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、又、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気的な受信信号に変換する機能を有している。尚、超音波プローブ２１には、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、操作者は診断部位に応じて任意に選択することが可能であるが、本実施例では、Ｎ個の振動素子が２次元配列されているセクタ走査用の超音波プローブを用いた場合について述べる。

次に、送受信部２２は、当該患者の体内に対して送信超音波を放射するための駆動信号を超音波プローブ２１に設けられたＮ個の振動素子に供給する送信部２２１と、前記振動素子から得られたＮチャンネルの受信信号に対して整相加算を行なう受信部２２２を備えている。

送信部２２１は、レートパルス発生器２２３、送信遅延回路２２４及び駆動回路２２５を備え、レートパルス発生器２２３は、システム制御部１５から供給される基準信号を分周することにより送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成する。送信遅延回路２２４は、Ｎチャンネルの独立な遅延回路から構成され、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を集束するための遅延時間（集束用遅延時間）と所定の送受信方向（θｐｘ、φｑｙ）に送信超音波を放射するための遅延時間（偏向用遅延時間）を前記レートパルスに与える。そして、Ｎチャンネルの独立な駆動回路２２５は、超音波プローブ２１に内蔵されたＮ個の振動素子を駆動するための駆動パルスを前記レートパルスに基づいて生成する。

一方、受信部２２２は、Ｎチャンネルから構成されるプリアンプ２２６、Ａ／Ｄ変換器２２７及び受信遅延回路２２８と、加算器２２９を備えている。プリアンプ２２６は、上述の振動素子によって電気信号に変換された微小な受信信号を増幅して十分なＳ／Ｎを確保し、このプリアンプ２２６において増幅されたＮチャンネルの受信信号はＡ／Ｄ変換器２２７にてデジタル信号に変換される。受信遅延回路２２８は、所定の深さからの超音波反射波を集束するための集束用遅延時間と所定の送受信方向（θｐｘ、φｑｙ）に対して強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間を、Ａ／Ｄ変換器２２７から出力されるＮチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器２２９は、これら受信遅延回路２２８から供給される受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路２２８と加算器２２９により、所定方向から得られた受信信号は整相加算（位相合わせして加算）される。

図３は、超音波プローブ２１の中心軸をＺｏ軸とした直交座標（Ｘｏ−Ｙｏ−Ｚｏ）に対する超音波の送受信方向（θｐｘ、φｑｙ）の関係を示す。例えば、Ｎ個の振動素子はＸｏ軸方向及びＹｏ軸方向に２次元配列され、θｐｘ及びφｑｙは、Ｘｏ−Ｚｏ平面及びＹｏ−Ｚｏ平面に投影された送受信方向を示している。

次に、図２に示した受信信号処理部２３は、受信部２２２の加算器２２９から供給された整相加算後の受信信号を包絡線検波する包絡線検波器２３１と、包絡線検波後の受信信号を対数変換してＢモードデータを生成する対数変換器２３２を備えている。但し、包絡線検波器２３１と対数変換器２３２は順序を入れ替えて構成してもよい。

ボリュームデータ生成部２４は、図２に示すように超音波データ記憶部２４１、補間処理部２４２及びボリュームデータ記憶部２４３を備え、超音波データ記憶部２４１には、当該患者に対する３次元走査によって得られた受信信号に基づいて受信信号処理部２３が生成したＢモードデータが、システム制御部１５から供給される超音波送受信方向の情報やシステム制御部１５を介して生体信号検出部１４から供給される呼吸時相の情報を付帯情報として順次保存される。

一方、補間処理部２４２は、超音波データ記憶部２４１から読み出した所定呼吸時相における複数のＢモードデータを超音波送受信方向に対応させて配列することにより３次元超音波データを形成し、更に、この３次元超音波データを構成する不等間隔のボクセルを補間処理することによって等方的なボクセルで構成されるボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータは、呼吸時相の情報を付帯情報としてボリュームデータ記憶部２４３に一旦保存される。

図１に戻って、超音波照射部３は、例えば、脱気水からなるカップリング液３２によって充満されその上部には強力超音波を放射する圧電振動子３１を有している。そして、圧電振動子３１の略中央部に設けられた孔部には超音波プローブ２１の先端部が揺動可能に装着されている。

一方、超音波照射部３の患者体表面との接触部には、カップリング液３２と略等しい音響インピーダンスを有した高分子材料からなるカップリング膜３３が設けられ、圧電振動子３１から放射される治療用の強力超音波や超音波プローブ２１によって送受信されるイメージング用の超音波は、患者組織と略等しい音響特性を有するカップリング膜３３及びカップリング液３２を介し患者体内に対して効率良く送受信される。

尚、圧電振動子３１として、１つあるいは複数個からなる凹面状のピエゾ素子が用いられ、第１の面（凸面）及び第２の面（凹面）には前記ピエゾ素子に駆動信号を供給するための電極がそれぞれ装着されている。そして、凸面側の電極は支持台（バッキング材）に固定され、凹面側の電極は患者に対して強力超音波の照射を効率良く行なうための音響マッチング層と保護膜（何れも図示せず）によって覆われている。

次に、振動子駆動部４は強力超音波を患者体内へ放射するために圧電振動子３１に対して駆動信号を供給する機能を有し、圧電振動子３１の共振周波数と略等しい中心周波数を有したバースト波を発生するバースト波発生器４１と、このバースト波を所定の振幅に増幅するパワーアンプ４２と、パワーアンプ４２から出力されたバースト波を圧電振動子３１に効率良く供給するためにインピーダンスマッチングを行なうマッチング回路４３を備えている。

一方、３次元画像データ生成部５は、図示しない不透明度・色調設定部と、レンダリング処理部を備えている。前記不透明度・色調設定部は、ボリュームデータ収集部２のボリュームデータ生成部２４におけるボリュームデータ記憶部２４３に一旦保存された当該患者の所定呼吸時相におけるボリュームデータを読み出し、これらのボリュームデータのボクセル値に基づいて不透明度や色調を設定する。一方、前記レンダリング処理部は、前記不透明度・色調設定部が設定した不透明度や色調の情報に基づいて上述のボリュームデータを処理し、ボリュームレンダリング画像データ等の３次元画像データを生成する。

ＭＰＲ画像データ生成部６は、後述する焼灼部位移動領域の設定に際し、ボリュームデータ生成部２４のボリュームデータ記憶部２４３に保存された基準呼吸時相のボリュームデータを読み出し、入力部１３から供給されるＭＰＲ断面の設定情報に基づいてシード点の設定に使用するＭＰＲ画像データを生成する。

更に、焼灼前の焼灼位置に対する焦点位置の確認、焼灼中における焼灼部位のモニタリング、更には、焼灼後の焼灼部位における焼灼効果の確認に際してボリュームデータ生成部２４から逐次供給されるボリュームデータを受信し、予め設定されたＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータのボクセルを抽出して時系列的なＭＰＲ画像データを生成する。

一方、焼灼部位移動領域設定部７は、表示部１２に表示された基準呼吸時相におけるＭＰＲ画像データの治療対象部位に対して入力部１３が設定するシード点の設定情報に基づいて焼灼部位を設定し、更に、この焼灼部位の呼吸性移動における移動範囲を焼灼部位移動領域として設定する。尚、シード点の設定を目的としたＭＰＲ画像データが生成される基準呼吸時相として、通常、患者体内の呼吸性移動が比較的少ない呼気時相が選択されるが、呼気時相や吸気時相を含む呼吸時相の詳細については後述する。

次に、上述のＭＰＲ画像データ生成部６、焼灼部位移動領域設定部７及び入力部１３による焼灼部位移動領域の設定方法につき図４を用いて説明する。図４に示す治療対象部位５１ａ及び治療対象部位５１ｂは、呼気時相及び吸気時相のボリュームデータにおける治療対象部位であり、治療対象部位５１ａの位置に存在した呼気時相（基準呼吸時相）の治療対象部位は、患者体内の呼吸性移動に伴なって吸気時相における治療対象部位５１ｂの位置に向って逐次移動した後、呼気時相における治療対象部位５１ａの位置に戻る場合を模式的に示している。

焼灼部位移動領域の設定に際し、ＭＰＲ画像データ生成部６は、当該患者の治療対象部位を含んだ基準呼吸時相のボリュームデータに対し入力部１３のＭＰＲ断面設定部１３１が設定したＭＰＲ断面に基づいてＭＰＲ画像データを生成し、入力部１３のシード点設定部１３２は、表示部１２に表示された前記ＭＰＲ画像データにおける治療対象部位の中心部近傍にシード点を設定する。

次に、焼灼部位移動領域設定部７の図示しない演算部は、設定されたシード点を起点とする領域拡張法（region growing）を基準呼吸時相（第１の呼吸時相）にて収集されたボリュームデータに適用して治療対象部位５１ａの輪郭を抽出し、更に、抽出された輪郭に対し所定量のマージンを付加して基準呼吸時相における焼灼部位５２ａを設定する。

次いで、前記演算部は、焼灼部位５２ａの重心を算出し、得られた重心を新たなシード点とする領域拡張法を基準呼吸時相に後続する第２の呼吸時相にて収集されたボリュームデータに適用する。そして、このボリュームデータにおける治療対象部位の輪郭を抽出し、更に、抽出された輪郭に対し所定量のマージンを付加して第２の呼吸時相における焼灼部位を設定する。

基準呼吸時相とこの基準呼吸時相に後続する複数の呼吸時相（第２の呼吸時相、第３の呼吸時相、第４の呼吸時相、・・・の各々にて収集されたボリュームデータに対するシード点の設定方法につき図５を用いて説明する。既に述べたように焼灼部位移動領域設定部７の演算部は、基準呼吸時相におけるＭＰＲ画像データの治療対象部位に対し入力部１３のシード点設定部１３２が設定したシード点Ｓ１を起点とする領域拡張法により基準呼吸時相のボリュームデータにおける焼灼部位５２１（図４の焼灼部位５２ａ）を設定し、更に、焼灼部位５２１の重心Ｗ１を算出する。

次いで、重心Ｗ１をシード点Ｓ２とする領域拡張法により第２の呼吸時相のボリュームデータにおける焼灼部位５２２を設定し、更に、焼灼部位５２２の重心Ｗ２を算出する。以下同様の手順により、第３の呼吸時相、第４の呼吸時相、・・・のボリュームデータにおける焼灼部位５２３、５２４、・・・の設定と重心Ｗ３、Ｗ４、・・・の算出を行なう。

そして、呼気時相（基準呼吸時相）から吸気時相を経て再び呼気時相に至るまでの各呼吸時相にて収集されたボリュームデータに対する焼灼部位の設定が終了したならば、これらの呼吸時相にて設定された焼灼部位を合成する（即ち、焼灼部位の論理和をとる）ことにより図４に示した焼灼部位移動領域５３を設定する。

次に、図１の焼灼部位移動検出部８は、図示しない演算回路を有し、焼灼部位移動領域に対する３次元走査によって新たに収集される時系列的なボリュームデータの中の隣接した呼吸時相における２つのボリュームデータを比較することにより焼灼部位の移動情報（移動方向及び移動量）を検出する。尚、画像データの移動検出を目的とした各種方法が既に提案されており、ここでは、隣接した呼吸時相における２つのボリュームデータを３次元の各方向に順次シフトさせながらボクセル間の差分値を求め、この差分値の絶対値和あるいは２乗和が最小となるシフト方向及びシフト量に基づいてボリュームデータにおける焼灼部位の移動情報を検出する。

上述の方法（以下では、最小差分和法と呼ぶ。）ここではした焼灼部位移動情報の検出につき図６を用いて更に詳しく説明する。図６において、第ｍの呼吸時相のボリュームデータにおけるボクセル（ｐ、ｑ、ｒ）の信号強度（輝度）をＡ（ｐ、ｑ、ｒ）、第ｍの呼吸時相に後続（隣接）した第ｍ＋１の呼吸時相のボリュームデータにおけるボクセル（ｐ、ｑ、ｒ）の信号強度をＢ（ｐ、ｑ、ｒ）とすれば、焼灼部位の移動情報を検出するための評価関数β_ＡＢ（ｊ、ｋ、ｓ）は、次式（１）によって求めることができる。

そして、第ｍ＋１の呼吸時相のボリュームデータを第ｍの呼吸時相のボリュームデータに対し、ｐ方向、ｑ方向及びｒ方向に逐次移動させながら上式（１）の評価関数β_ＡＢ（ｊ、ｋ、ｓ）を算出した結果ｊ＝ｊｘ、ｋ＝ｋｘ及びｓ＝ｓｘにおいてβ_ＡＢ（ｊ、ｋ、ｓ）が最小値をもつ場合、第ｍ＋１の呼吸時相のボリュームデータにおける焼灼部位は第ｍの呼吸時相のボリュームデータにおける焼灼部位に対してｐ方向にｊｘボクセル分、ｑ方向にｋｘボクセル分、ｒ方向にｓｘボクセル分だけ移動したものとして検出される。尚、上式（１）におけるＮａは、評価関数β_ＡＢ（ｊ、ｋ、ｓ）の算出に用いたｐ方向のボクセル数Ｐ、ｑ方向のボクセル数Ｑ及びｒ方向のボクセル数Ｒの積である。

再び図１に戻って、焼灼位置補正部９は、焼灼計画にて予め設定された焼灼部位の焼灼位置を焼灼部位移動検出部８によって検出された焼灼部位の移動情報に基づいて補正し、移動機構制御部１０は、焼灼位置補正部９からシステム制御部１５を介して供給される補正後の焼灼位置情報に基づいて超音波照射部３における強力超音波の焦点位置を補正するための移動制御信号を生成する。そして、移動機構部１１は、移動機構制御部１０から供給される移動制御信号に従って超音波照射部３の焦点位置を補正し、患者体内の呼吸性移動に伴って移動した焼灼部位の前記焼灼位置に対して強力超音波を照射する。

一方、表示部１２は、焼灼部位移動領域設定部７によって設定された焼灼部位及び焼灼部位移動領域、超音波照射部３による強力超音波の焦点位置、焼灼中あるいは焼灼済みの焼灼部位に関する情報等をＭＰＲ画像データ生成部６にて生成されたＭＰＲ画像データあるいは３次元画像データ生成部５にて生成された３次元画像データに重畳して表示する機能を有し、図示しない表示データ生成回路と変換回路とモニタを備えている。前記表示データ生成回路は、ＭＰＲ画像データあるいは３次元画像データに上述の各種情報や患者情報等を重畳して表示データを生成し、前記変換回路は、前記表示データに対しＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なって前記モニタに表示する。

入力部１３は、操作パネル上にタッチコマンドスクリーン等の表示パネルやキーボード、スイッチ、選択ボタン、マウス等の入力デバイスを備えたインターラクティブなインターフェースであり、当該患者に対する３次元走査によって収集されたボリュームデータに対し１つあるいは複数のＭＰＲ断面を設定するＭＰＲ断面設定部１３１と、これらのＭＰＲ断面にて生成されたＭＰＲ画像データにおける治療対象部位に対してシード点を設定するシード点設定部１３２と、基準呼吸時相にて収集されたボリュームデータの焼灼部位に対して焼灼計画を設定する焼灼計画設定部１３３を備えている。更に、ボリュームデータ収集条件の設定、ＭＰＲ画像データ及び３次元画像データに対する表示条件の設定、各種コマンド信号の入力等が入力部１３に設けられた上述の入力デバイスと表示パネルを用いて行なわれる。

次に、入力部１３の焼灼計画設定部１３３が設定する焼灼計画の具体例につき図７を用いて説明する。但し、図７では、説明を判り易くするために、基準呼吸時相のＭＰＲ画像データに基づいて設定される焼灼部位やこの焼灼部位に対して設定される複数の焼灼位置を２次元的に示すが、実際の設定は３次元的に行なわれる。図７（ａ）は、ボリュームデータ収集部２の超音波プローブ２１を用いた３次元セクタ走査によって得られるボリュームデータに基づいて３次元画像データ生成部５が生成した３次元画像データ７１を示しており、この３次元画像データ７１の焼灼部位７２を囲むように３次元的な関心領域７３が入力部１３の焼灼計画設定部１３３によって設定される。そして、設定された関心領域７３の位置情報は、図示しない自己の記憶回路に保存される。

次いで、焼灼計画設定部１３３は、関心領域７３を強力超音波の集束ビーム幅に相当する微小な立方体領域に分割し、更に、これら立方体領域の中心座標を算出して焼灼位置を設定する。例えば、図７（ｂ）は、焼灼計画設定部１３３によって設定された焼灼位置Ｃ１乃至Ｃ６、Ｃ７乃至Ｃ１３、・・・を示している。通常、焼灼部位７２は強力超音波の集束ビーム幅より大きいため、焼灼計画において焼灼部位内に予め設定された複数の焼灼位置に強力超音波の焦点を順次移動することによって焼灼部位７２の全領域に対する焼灼が行なわれる。

この場合、強力超音波の焦点は、図７（ｃ）に示すように、深部の焼灼位置Ｃ１を始点として矢印で示す方向に移動させる方法が好適であるが、この方法に限定されるものではなく、離散的に行なっても構わない。但し、一旦焼灼されて熱変性壊死を起こした領域は超音波の透過性が著しく劣化するため、浅部領域の焼灼より深部領域の焼灼を優先させることが望ましい。尚、図７（ｃ）に示した関心領域７３における立方体領域の各々は図７（ｂ）と対応しており、これらの領域に対する焼灼位置Ｃ１、Ｃ２、・・・等の符号は省略している。

次に、焼灼計画に基づいて焼灼部位に対する焼灼治療が行なわれる際に表示部１２に表示されるＭＰＲ画像データの具体例を図８に示す。図８は、焼灼部位Ｔｍを含むボリュームデータＶｂに対して予め設定される３つのＭＰＲ断面Ｐｍ１乃至Ｐｍ３とこれらＭＰＲ断面Ｐｍ１乃至Ｐｍ３の各々において生成されるＭＰＲ画像データＭｐ１乃至Ｍｐ３を示したものであり、通常、ＭＰＲ断面Ｐｍ１乃至Ｐｍ３の各々は互いに直交し、その交点が焼灼部位Ｔｍの中心と略一致するように設定される。例えば、図３に示した超音波プローブ２１の中心軸Ｚｏを含みＸｏ−Ｚｏ平面に平行なＭＰＲ断面Ｐｍ１及びＹｏ−Ｚｏ平面に平行なＭＰＲ断面Ｐｍ２において生成されたＭＰＲ画像データＭＰ１及びＭＰＲ画像データＭｐ２と前記中心軸Ｚｏに垂直なＭＰＲ断面Ｐｍ３において生成されたＭＰＲ画像データＭｐ３が表示部１２のモニタに表示される。

この場合、焼灼部位の下方には焼灼済みの組織が高い輝度を有して表示されるため、焼灼漏れの有無や焼灼状態等を容易に把握することができる。又、焼灼された領域と焼灼されていない領域を異なる輝度や色を用いてグラフィック表示してもよい。この表示方法によれば、焼灼予定領域や焼灼済み領域を明確に区別して表示することができるため焼灼治療の進捗状況を容易に把握することが可能となる。

図１へ戻って、生体信号検出部１４は、当該患者の呼吸波形を検出する呼吸センサとこの呼吸センサによって検出された呼吸波形に基づいて呼吸時相を設定する呼吸時相設定部（何れも図示せず）を備えている。

図９は、当該患者から検出される４周期分の呼吸波形８１とこの呼吸波形８１に基づいて設定される呼吸時相を示している。ここでは、便宜上、図９（ａ）に示すように呼吸波形９１が最小となる時相ｔ１ｘ、ｔ２ｘ、ｔ３ｘ、・・・から最大となる時相ｔ１ｙ、ｔ２ｙ、ｔ３ｙ、・・・までの期間を吸気期間Ｔｅ、時相ｔ１ｙ、ｔ２ｙ、ｔ３ｙ、・・・から時相ｔ２ｘ、ｔ３ｘ、ｔ４ｘ、・・・までの期間を呼気期間Ｔｂとし、時相ｔ１ｙ、ｔ２ｙ、ｔ３ｙ、・・・を吸気時相、呼吸波形８１の変化が比較的少ない呼気期間Ｔｂの末期あるいはその近傍を呼気時相とする。そして、既に述べたように、焼灼計画の設定に使用される３次元画像データや焼灼部位の設定に使用されるＭＰＲ画像データは上述の呼気時相を基準呼吸時相として収集されたボリュームデータに基づいて生成される。

そして、上述の生体信号検出部１４が備えた前記呼吸時相設定部は、例えば、呼吸波形８１を微分処理することにより図９（ｂ）に示すようなトリガパルスを時相ｔ１ｘ、ｔ２ｘ、ｔ３ｘ、・・・において生成し、これらのトリガパルスから所定時間τ０だけ経過した呼気時相ｔ１１、ｔ２１、ｔ３１、・・・を基準呼吸時相に設定する。更に、前記呼吸時相設定部は、これら基準呼吸時相ｔ１１を基準とした所定時間間隔（例えば、５０ｍｓｅｃ）の時相ｔ１２乃至ｔ１Ｍ、基準呼吸時相ｔ２１を基準とした所定時間間隔の時相ｔ２２乃ｔ２Ｍ、基準呼吸時相ｔ３１を基準とした所定時間間隔の時相ｔ３２乃至ｔ３Ｍ・・・を焼灼部位の移動情報を検出する時相として設定する。

次に、システム制御部１５は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、前記記憶回路には入力部１３の各ユニットにて入力あるいは設定された上述の各種情報が保存される。そして、前記ＣＰＵは、上述の入力情報及び設定情報に基づいて超音波治療装置１００の各ユニットを制御し、患者体内の呼吸性移動等に伴なって移動する焼灼部位の移動検出とこの検出結果に基づく強力超音波の焦点位置補正を行なう。

（焼灼部位の焼灼手順）
次に、本実施例における焼灼部位の焼灼手順につき図１０のフローチャートに沿って説明する。

当該患者に対する焼灼治療に先立ち、超音波治療装置１００の操作者は入力部１３において患者情報を入力した後、ボリュームデータ収集条件の設定、３次元画像データ生成条件の設定、更には、ＭＰＲ画像データや３次元画像データに対する表示条件の設定等を行なう。そして、これらの入力情報や設定情報はシステム制御部１５の記憶回路に保存される。

次いで、治療対象部位に対する強力超音波の照射に好適と思われる患者体表面に超音波照射部３を配置する。この場合、ボリュームデータ収集部２、３次元画像データ生成部５及び表示部１２を予め動作状態にしておき、これらの各ユニットによって生成される３次元画像データの観測下にて超音波照射部３を好適な位置に配置する（図１０のステップＳ１）。

上述の初期設定が終了したならば、操作者は、入力部１３にて焼灼部位移動領域の設定を開始するためのコマンド信号を入力し、このコマンド信号がシステム制御部１５に供給されることにより焼灼部位移動領域の設定が開始される（図１０のステップＳ２）。

焼灼部位移動領域の設定に必要なボリュームデータの収集に際し、ボリュームデータ収集部２の送受信部２２におけるレートパルス発生器２２３は、システム制御部１５から供給される基準信号を分周してレートパルスを生成し送信遅延回路２２４に供給する。送信遅延回路２２４は、所定の深さに超音波を集束するための集束用遅延時間と、最初の送受信方向（θ１、φ１）に超音波を送信するための偏向用遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをＮチャンネルの駆動回路２２５に供給する。次いで、駆動回路２２５は、送信遅延回路２２４から供給されたレートパルスに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ２１におけるＮ個の振動素子に供給して患者体内に超音波パルスを放射する。

放射された超音波パルスの一部は、音響インピーダンスの異なる臓器境界面や組織にて反射し、送信時と同じ振動素子によって受信されてＮチャンネルの電気的な受信信号に変換される。次いで、これらの受信信号は、プリアンプ２２６にて増幅された後Ａ／Ｄ変換器２２７においてデジタル信号に変換され、更に、受信遅延回路２２８にて所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と送受信方向（θ１、φ１）からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間が与えられた後加算器２２９にて整相加算される。

そして、整相加算後の受信信号が供給された受信信号処理部２３の包絡線検波器２３１及び対数変換器２３２は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってＢモードデータを生成し、ボリュームデータ生成部２４の超音波データ記憶部２４１に送受信方向を付帯情報として保存する。

送受信方向（θ１、φ１）におけるＢモードデータの生成と保存が終了したならば、システム制御部１５は、送受信部２２の送信遅延回路２２４及び受信遅延回路２２８における遅延時間を制御してθｐｘ方向にΔθ、φｑｙ方向にΔφずつ順次更新された送受信方向（θｐｘ、φｑｙ）（θｐｘ＝θ１＋（ｐｘ−１）Δθ（ｐｘ＝２〜Ｐｘ）、φｑｙ＝φ１＋（ｑｙ−１）Δφ（ｑｙ＝２〜Ｑｙ））の各々に対して同様の手順で超音波を送受信して３次元走査を行なう。そして、各々の送受信方向にて得られたＢモードデータも送受信方向を付帯情報として超音波データ記憶部２４１に保存する。

一方、ボリュームデータ生成部２４の補間処理部２４２は、超音波データ記憶部２４１から読み出した複数のＢモードデータを超音波送受信方向に対応させて配列することにより３次元超音波データを形成し、更に、この３次元超音波データを構成する不等間隔のボクセルを補間処理することによって等方的なボクセルで構成されるボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータは呼吸時相の情報を付帯情報としてボリュームデータ記憶部２４３に一旦保存される（図１０のステップＳ３）。このような手順を、基準呼吸時相及びこの基準呼吸時相に後続する複数の呼吸時相の各々に対して繰り返すことによりボリュームデータ記憶部２４３にはこれらの呼吸時相において収集された時系列的なボリュームデータが呼吸時相情報と共に保存される。

次に、ＭＰＲ画像データ生成部６は、ボリュームデータ生成部２４のボリュームデータ記憶部２４３に保存された基準呼吸時相（呼気時相）のボリュームデータを読み出す。そして、入力部１３のＭＰＲ断面設定部１３１からシステム制御部１５を介して供給されるＭＰＲ断面の設定情報に基づいてＭＰＲ画像データを生成し、得られたＭＰＲ画像データを表示部１２のモニタに表示する。（図１０のステップＳ４）。

次いで、操作者は、入力部１３のシード点設定部１３２を用い、表示部１２に表示されたＭＰＲ画像データにおける治療対象部位の中心部近傍にシード点を設定する（図１０のステップＳ５）。そして、このシード点の設定情報は、システム制御部１５を介して焼灼部位移動領域設定部７へ供給される。

一方、焼灼部位移動領域設定部７は、入力部１３のシード点設定部１３２によって設定されたシード点を起点とする領域拡張法を基準呼吸時相のボリュームデータに適用して治療対象部位の輪郭を抽出し、抽出された輪郭に所定量のマージンを付加して基準呼吸時相における焼灼部位を設定する。

更に、焼灼部位移動領域設定部７は、設定された焼灼部位の重心を算出し、得られた重心を新たなシード点とする領域拡張法を基準呼吸時相に後続する第２の呼吸時相のボリュームデータに適用してこの呼吸時相における焼灼部位を設定する。同様の手順を繰り返すことにより第３の呼吸時相、第４の呼吸時相、第５の呼吸時相、・・・のボリュームデータにおける焼灼部位を設定する（図１０のステップＳ６）。そして、基準呼吸時相（呼気時相）から吸気時相を経て再び呼気時相に至るまでの各呼吸時相にて設定した複数の焼灼部位を合成することにより焼灼部位移動領域を設定する（図１０のステップＳ７）。

一方、３次元画像データ生成部５は、ボリュームデータ記憶部２４３から読み出した当該患者の基準呼吸時相におけるボリュームデータを処理して３次元画像データを生成し、表示部１２は、３次元画像データ生成部５から供給された基準呼吸時相の３次元画像データと焼灼部位移動領域設定部７から供給された基準呼吸時相の焼灼部位情報を合成して自己のモニタに表示する（図１０のステップＳ８）。

表示部１２に表示された３次元画像データを観察した操作者は、入力部１３の焼灼計画設定部１３３を用い、この３次元画像データの焼灼部位に対し複数の焼灼位置とこれらの焼灼位置に対する焼灼順序を設定する（図１０のステップＳ９）。

焼灼部位移動領域の設定と焼灼計画の設定が終了したならば、操作者は焼灼部位に対する焼灼を開始するためのコマンド信号を入力部１３にて入力し、このコマンド信号がシステム制御部１５に供給されることにより当該患者に対する焼灼治療が開始される（図１０のステップＳ１０）。

焼灼治療に際し、移動機構制御部１０は、システム制御部１５から供給される指示信号に基づいて移動制御部１１を制御し、焼灼計画にて設定された基準呼吸時相（第１の呼吸時相）の最初の焼灼位置（第１の焼灼位置）に強力超音波の焦点が一致するように超音波照射部３を移動する。次いで、システム制御部１５は、振動子駆動部４を制御し第１の焼灼位置に対して強力超音波を照射する。

次に、ボリュームデータ収集部２は、焼灼部位移動領域設定部７によって設定された焼灼部位移動領域に対し上述のステップＳ３と同様の手順による３次元走査を行なって基準呼吸時相におけるボリュームデータと第２の呼吸時相におけるボリュームデータを収集する（図１０のステップＳ１１）。

一方、焼灼部位移動検出部８は、ボリュームデータ収集部２から供給される基準呼吸時相のボリュームデータと第２の呼吸時相のボリュームデータを焼灼部位移動領域の範囲内で比較することによりこれらのボリュームデータにおける焼灼部位の移動情報を検出する（図１０のステップＳ１２）。

次に、焼灼位置補正部９は、焼灼部位移動検出部８によって検出された第２の呼吸時相における焼灼部位の移動情報に基づき、基準呼吸時相のボリュームデータを用いた焼灼計画にて予め設定された第１の焼灼位置を補正する（図１０のステップＳ１３）。そして、移動機構制御部１０は、焼灼位置補正部９からシステム制御部１５を介して供給された第２の呼吸時相における補正後の第１の焼灼位置に基づいて移動制御信号を生成し、移動機構部１１は、移動機構制御部１０から供給された移動制御信号に従って超音波照射部３の位置や方向を更新し第２の呼吸時相にて補正された第１の焼灼位置に対し強力超音波を照射する（図１０のステップＳ１４）。

一方、ＭＰＲ画像データ生成部６は、焼灼中の焼灼部位に対する３次元走査によって収集されたボリュームデータをボリュームデータ生成部２４から受信し、予め設定されたＭＰＲ断面に対応したボリュームデータのボクセルを抽出してＭＰＲ画像データを生成する。次いで、表示部１２は、このＭＰＲ画像データに強力超音波の焦点位置や焼灼部位の情報を重畳して自己のモニタに表示し、操作者は、焦点位置等の情報が重畳表示されたＭＰＲ画像データにより、焼灼位置や焼灼効果等の確認を行なう（図１０のステップＳ１５）。

以上述べた手順により第２の呼吸時相にて補正された第１の焼灼位置に対して強力超音波の照射が所定時間行なわれたならば、第３の呼吸時相、第４の呼吸時相、・・・におけるボリュームデータの焼灼部位に対しても同様の手順によって移動情報を検出し、この検出結果に基づいて補正された第１の焼灼位置に対し強力超音波を照射する（図１０のステップＳ１１乃至Ｓ１５）。そして、第１の焼灼位置に対する焼灼が終了したならば、移動機構制御部１０は、システム制御部１５からの指示信号に基づいて移動機構部１１を制御し前記焼灼計画にて予め設定された基準呼吸時相の第２の焼灼位置に強力超音波を照射する。そして、第２の呼吸時相、第３の呼吸時相、・・・において補正された第２の焼灼位置に対し上述と同様の手順によって焼灼を行ない、更に、第３の焼灼位置、第４の焼灼位置、・・・に対しても同様の手順によって焼灼を行なうことにより、焼灼計画にて設定された焼灼部位の全ての領域に対して焼灼治療が行なわれる（図１０のステップＳ１６）。

以上述べた本発明の実施例によれば、患者体内の呼吸性移動等に伴なって移動する焼灼部位の移動情報を検出し、この検出結果に基づいて強力超音波の焦点位置を補正しながら焼灼部位に対する焼灼治療を行なう際、焼灼部位が呼吸周期内で移動する領域を焼灼部位移動領域として予め設定し、この焼灼部位移動領域におけるボリュームデータに基づいて焼灼部位の移動情報を検出しているため、短時間かつ正確な移動情報の検出が可能となる。このため、治療対象部位に対する焼灼精度と焼灼効率が改善され、更に、周囲の正常組織に対する安全性が確保される。

即ち、本実施例によれば、焼灼部位に対する効率的な焼灼により腫瘍細胞等を完全な壊死状態にすることができるため、再発の可能性を著しく低減させることができる。又、焼灼部位周辺の正常組織に対する照射障害を抑えることが可能となり、更に、焼灼治療に要する時間が短縮されるため患者や操作者の負担が軽減され治療におけるスループットが向上する。

又、上述の実施例によれば、呼吸性移動が比較的少ない呼気時相を基準呼吸時相に設定し、この基準呼吸時相において収集されたボリュームデータを基準として各時相における焼灼部位の移動情報を順次検出しているため、検出結果に発生する累積誤差を低減させることができ、従って、強力超音波の焦点位置を正確に補正することが可能となる。

更に、当該患者から収集したボリュームデータに基づいて各呼吸時相における焼灼部位の３次元的な移動情報を検出しているため、高い検出精度を得ることができる。

以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、当該患者に対する超音波の３次元走査によって収集したボリュームデータに基づいて焼灼部位の移動情報を検出する場合について述べたが、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の他の画像診断装置によって収集されたボリュームデータを用いて焼灼部位の移動情報を検出してもよい。

又、超音波の３次元走査によってボリュームデータを収集する場合、複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブ２１によって得られたＢモードデータに基づいてボリュームデータを収集する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、カラードプラデータ、あるいはＢモードデータとカラードプラデータに基づくボリュームデータであってもよく、これらＢモードデータやカラードプラデータは造影剤が投与された当該患者から得られるものであっても構わない。又、複数の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動させることによって上述のボリュームデータを収集してもよい。

一方、上述の実施例では、基準呼吸時相のボリュームデータに設定されたシード点を起点とする領域拡張法によって治療対象部位の輪郭を抽出し、この輪郭に基づいて焼灼部位を設定する場合について述べたが、このとき得られる治療対象部位の輪郭や焼灼部位の輪郭を球体あるいは回転楕円体等で近似し、これらの形状で形成された焼灼部位に基づいて焼灼部位移動領域を設定してもよい。

又、隣接した呼吸時相における２つのボリュームデータを３次元の各方向に対し順次シフトさせながらボクセル間の差分値を求め、この差分値の絶対値和あるいは２乗和が最小となるシフト方向及びシフト量に基づいてボリュームデータにおける焼灼部位の移動情報を検出する方法（最小差分和法）について述べたが、相互相関法やエントロピー法等の他の方法を用いて焼灼部位の移動情報を検出してもよい。

更に、上述の実施例では、図５に示すように、先行する呼吸時相における焼灼部位の重心を後続する呼吸時相のシード点に設定する場合について述べたが、焼灼部位の移動範囲が焼灼部位の大きさより小さい場合には、基準呼吸時相のボリュームデータに設定されたシード点あるいはその周辺部に新たに設定されたシード点を後続する呼吸時相の各々におけるシード点として用いても構わない。

又、上述の実施例では、ＭＰＲ画像データ生成部６が生成したＭＰＲ画像データに強力超音波の焦点位置情報等を重畳して表示することにより焼灼位置や焼灼効果等の確認を行なう場合について述べたが、３次元画像データ生成部５が生成した３次元画像データに上述の情報を重畳して表示してもよい。

尚、上述の実施例では説明を簡単にするために、隣接した呼吸時相にて収集された２つのボリュームデータを用いて焼灼部位移動領域の設定や焼灼部位移動情報の検出を行なう場合について述べたが、これに限定されるものではなく、異なる呼吸時相において収集されたボリュームデータを用いることにより焼灼部位移動領域の設定や焼灼部位移動情報の検出を行なうことが可能である。

本発明の実施例における超音波治療装置の全体構成を示すブロック図。 同実施例の超音波治療装置が備えるボリュームデータ収集部の具体的な構成を示すブロック図。 同実施例のボリュームデータ収集部が備える超音波プローブの座標と送受信方向の関係を示す図。 同実施例における焼灼部位移動領域の設定方法を説明するための図。 同実施例のボリュームデータに対するシード点の設定方法を説明するための図。 同実施例における焼灼部位移動情報の検出方法を説明するための図。 同実施例における焼灼計画の具体例を示す図。 同実施例の焼灼治療時に表示されるＭＰＲ画像データの具体例を示す図。 同実施例の生体信号検出部において検出される呼吸波形とこの呼吸波形に基づいて設定される呼吸時相を示す図。 同実施例における焼灼部位の焼灼手順を示すフローチャート。

符号の説明

２…ボリュームデータ収集部
２１…超音波プローブ
２２…送受信部
２３…受信信号処理部
２４…ボリュームデータ生成部
３…超音波照射部
３１…圧電振動子
３２…カップリング液
３３…カップリング膜
４…振動子駆動部
４１…バースト波発生器
４２…パワーアンプ
４３…マッチング回路
５…３次元画像データ生成部
６…ＭＰＲ画像データ生成部
７…焼灼部位移動領域設定部
８…焼灼部位移動検出部
９…焼灼位置補正部
１０…移動機構制御部
１１…移動機構部
１２…表示部
１３…入力部
１３１…ＭＰＲ断面設定部
１３２…シード点設定部
１３３…焼灼計画設定部
１４…生体信号検出部
１５…システム制御部
１００…超音波治療装置

Claims (10)

1. 画像データの観察下にて患者の治療対象部位に対し強力超音波を照射して焼灼治療を行なう超音波治療装置において、
   前記治療対象部位を含む３次元領域のボリュームデータを収集するボリュームデータ収集手段と、
   当該患者の基準呼吸時相において収集された前記ボリュームデータに対し前記治療対象部位を含む焼灼部位を設定し、１つあるいは複数の呼吸周期における前記焼灼部位の移動領域を焼灼部位移動領域として設定する焼灼部位移動領域設定手段と、
   異なる複数の呼吸時相にて収集された前記ボリュームデータの各々における前記焼灼部位移動領域に対して演算処理を行ない前記焼灼部位の移動情報を検出する焼灼部位移動検出手段と、
   前記焼灼部位の移動情報に基づいてこの焼灼部位における焼灼位置を補正する焼灼位置補正手段と、
   補正された前記焼灼位置に対して強力超音波を照射する超音波照射手段とを
   備えたことを特徴とする超音波治療装置。
2. 前記ボリュームデータ収集手段によって収集された前記ボリュームデータに基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、この画像データにおける前記治療対象部位に対してシード点を設定するシード点設定手段を備え、前記焼灼部位移動領域設定手段は、前記基準呼吸時相において収集されたボリュームデータに対し前記シード点を起点とする領域拡張法を適用して前記治療対象部位の輪郭を抽出し、この輪郭に所定のマージンを付加して前記焼灼部位を設定することを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
3. 当該患者の呼吸波形を検出し、この呼吸波形に基づいて呼気時相及び吸気時相を含む時系列的な複数の呼吸時相を設定する生体信号検出手段を備え、前記焼灼部位移動領域設定手段は、前記生体信号検出手段が設定した前記呼気時相を前記基準呼吸時相として収集された前記ボリュームデータに基づいて前記焼灼部位を設定することを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
4. 前記焼灼部位移動検出手段は、異なる呼吸時相の各々において収集された前記焼灼部位移動領域におけるボリュームデータに対し最小差分和法、相互相関法あるいはエントロピー法の何れかを適用して前記焼灼部位の移動情報を検出することを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
5. 焼灼部位移動検出手段は、前記ボリュームデータ収集手段によって時系列的に収集されるボリュームデータの中から基準呼吸時相におけるボリュームデータを選択し、この基準呼吸時相におけるボリュームデータを基準として隣接する２つの呼吸時相におけるボリュームデータを用い前記焼灼部位の移動情報を順次検出することを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
6. 前記ボリュームデータ収集手段は、複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブを有する超音波診断装置であることを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
7. 前記ボリュームデータ収集手段は、当該患者に対する３次元走査によって得られたＢモードデータ及びカラードプラデータの少なくとも何れかに基づいて前記ボリュームデータを収集することを特徴とする請求項６記載の超音波治療装置。
8. 表示手段を備え、前記表示手段は、前記画像データ生成手段によって生成された焼灼前、焼灼中あるいは焼灼後の前記画像データに強力超音波の焦点位置、焼灼予定領域及び焼灼済み領域の少なくとも何れかの情報を重畳して表示することを特徴とする請求項２記載の超音波治療装置。
9. 前記画像データ生成手段は、前記ボリュームデータに基づく３次元画像データ及び前記ボリュームデータの所定断面におけるＭＰＲ画像データの少なくとも何れかを生成することを特徴とする請求項２記載の超音波治療装置。
10. 前記超音波照射手段の移動を制御する移動機構制御手段を備え、前記移動機構制御手段は、前記焼灼位置補正手段によって補正された前記焼灼部位の焼灼位置と前記強力超音波の焦点位置とが一致するように前記超音波照射手段の移動を制御することを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。

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