JP5520150B2 - Ultrasonic measuring device and ultrasonic treatment system - Google Patents
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Description
本発明は、生体内の温度変化を検出する超音波測定装置および超音波治療システムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic measurement device and an ultrasonic therapy system that detect a temperature change in a living body.
強力集束超音波(HIFU)やラジオ波を利用し、生体内の悪性腫瘍等を加熱して生体を治療する焼灼治療装置が実用化されている。焼灼治療装置では、悪性腫瘍等を含んだ治療領域を例えばセ氏65度程度に加熱する。しかし、必要以上の加熱、例えばセ氏90度程度以上の加熱は、細胞組織を沸騰させてしまうことなどが懸念され、生体にとって好ましくない。そのため、焼灼治療装置を利用した治療においては、治療領域の温度を確認しつつ治療領域を加熱することが望ましい。 An ablation treatment apparatus for treating a living body by heating a malignant tumor or the like in the living body by using high intensity focused ultrasound (HIFU) or a radio wave has been put into practical use. In an ablation treatment apparatus, a treatment area including a malignant tumor or the like is heated to, for example, about 65 degrees Celsius. However, heating more than necessary, for example, heating of about 90 degrees Celsius or more is not preferable for a living body because there is a concern that the cell tissue is boiled. Therefore, in the treatment using the ablation treatment apparatus, it is desirable to heat the treatment region while checking the temperature of the treatment region.
こうした背景において、生体内の温度を確認するために超音波を利用した技術がいくつか提案されている。例えば、特許文献1,2には、超音波を利用して組織の温度を確認する旨の装置が提案されている。また、生体内の温度を確認する際の原理として、非特許文献1には、組織の温度膨張に注目し、2点間の距離の変化から確認される組織の膨張に基づいて、温度の変化を検出する旨の原理が紹介されている。さらに、非特許文献2には、組織内における音速の温度依存性が紹介されている。
Against this background, several techniques using ultrasonic waves have been proposed in order to confirm the temperature in the living body. For example,
上述した背景技術に鑑み、本願の発明者は、超音波を利用して生体内の温度変化を検出する装置について研究開発を重ねてきた。特に、非特許文献2に紹介された組織内における音速の温度依存性に注目した。ちなみに、特許文献1,2に記載された装置は、音速の温度依存性に注目したものではない。
In view of the background art described above, the inventor of the present application has repeatedly researched and developed an apparatus for detecting a temperature change in a living body using ultrasonic waves. In particular, we focused on the temperature dependence of the sound velocity in the tissue introduced in Non-Patent Document 2. Incidentally, the devices described in
本発明は、上述した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、音速の温度依存性に基づいて生体内の温度変化を検出する装置を提供することにある。 The present invention has been made in the process of research and development described above, and an object of the present invention is to provide an apparatus for detecting a temperature change in a living body based on the temperature dependence of sound speed.
上記目的にかなう好適な超音波測定装置は、生体に対して超音波を送受する振動子と、前記振動子を送受信制御することにより生体内から受信信号を得る送受信部と、前記受信信号内において互いに異なる深さに対応した複数の測定ポイントを特定する測定ポイント特定部と、前記受信信号内における複数の測定ポイント間の時間的な間隔を測定し、当該時間的な間隔の変化に基づいて生体内の温度変化を検出する温度変化検出部と、を有することを特徴とする。 A suitable ultrasonic measurement apparatus that meets the above-described object includes a transducer that transmits and receives ultrasonic waves to and from a living body, a transmission and reception unit that obtains a reception signal from the living body by controlling transmission and reception of the transducer, A measurement point specifying unit for specifying a plurality of measurement points corresponding to different depths, and measuring a time interval between the plurality of measurement points in the received signal, and generating based on a change in the time interval. And a temperature change detection unit for detecting a temperature change in the body.
上記超音波測定装置では、互いに異なる深さに対応した複数の測定ポイント間の時間的な間隔が測定される。生体内の温度が変化すると、音速の温度依存性により、生体内における音速が変化する。そして、音速が変化すると、複数の測定ポイント間の時間的な間隔も変化する。こうした原理を利用し、上記超音波測定装置では、複数の測定ポイント間の時間的な間隔の変化に基づいて、生体内の温度変化が検出される。 In the ultrasonic measurement apparatus, the time interval between a plurality of measurement points corresponding to different depths is measured. When the temperature in the living body changes, the sound speed in the living body changes due to the temperature dependence of the sound speed. When the sound speed changes, the time interval between the plurality of measurement points also changes. Utilizing such a principle, the ultrasonic measurement apparatus detects a temperature change in the living body based on a change in a temporal interval between a plurality of measurement points.
望ましい具体例において、前記超音波測定装置は、生体内の互いに異なる深さで組織の性状を変化させることにより前記複数の測定ポイントを生成する、ことを特徴とする。 In a preferred embodiment, the ultrasonic measurement device generates the plurality of measurement points by changing tissue properties at different depths in the living body.
望ましい具体例において、前記超音波測定装置は、生体内の互いに異なる深さに対応した複数の箇所を焦点として超音波を送波することにより、当該複数の箇所における組織の性状を変化させて当該複数の箇所を前記複数の測定ポイントとする、ことを特徴とする。 In a desirable specific example, the ultrasonic measurement device changes the properties of the tissue at the plurality of locations by transmitting ultrasonic waves with a plurality of locations corresponding to different depths in the living body as focal points. A plurality of locations are defined as the plurality of measurement points.
また、上記目的にかなう好適な超音波治療システムは、生体に対して比較的強い超音波を送波して生体内を加熱する治療用振動子と、治療用振動子を送信制御して生体内の互いに異なる深さに対応した複数の箇所を焦点として超音波を送波させることにより、当該複数の箇所における組織の性状を変化させて当該複数の箇所を複数の測定ポイントとする治療用送信部と、生体に対して比較的弱い超音波を送受する測定用振動子と、測定用振動子を送受信制御して生体内から受信信号を得る測定用送受信部と、前記受信信号内において前記複数の測定ポイントを特定する測定ポイント特定部と、前記受信信号内における複数の測定ポイント間の時間的な間隔を測定し、当該時間的な間隔の変化に基づいて、前記加熱に伴う生体内の温度変化を検出する温度変化検出部と、を有することを特徴とする。 In addition, a suitable ultrasonic therapy system for the above purpose includes a treatment vibrator that heats the living body by transmitting relatively strong ultrasonic waves to the living body, and a transmission vibrator that controls transmission of the treatment vibrator. The therapeutic transmission unit which changes the properties of the tissue at the plurality of locations and uses the plurality of locations as a plurality of measurement points by transmitting ultrasonic waves with the plurality of locations corresponding to different depths as focal points. A measurement transducer that transmits and receives relatively weak ultrasonic waves to the living body, a measurement transmission / reception unit that controls transmission and reception of the measurement transducer to obtain a reception signal from the living body, and A measurement point specifying unit for specifying a measurement point and a time interval between a plurality of measurement points in the received signal are measured, and a temperature change in the living body accompanying the heating based on the change in the time interval Inspect And having a temperature change detection unit for, a.
望ましい具体例において、前記超音波治療システムは、前記測定用振動子の外側に前記治療用振動子を配置した複合振動子を有する、ことを特徴とする。 In a preferred embodiment, the ultrasonic treatment system includes a composite vibrator in which the treatment vibrator is disposed outside the measurement vibrator.
望ましい具体例において、前記超音波治療システムは、前記検出された温度変化に基づいて前記加熱の追加時間を制御する加熱時間制御部をさらに有する、ことを特徴とする。 In a preferred embodiment, the ultrasonic therapy system further includes a heating time control unit that controls an additional time of the heating based on the detected temperature change.
本発明により、音速の温度依存性に基づいて生体内の温度変化を検出する装置が提供される。 According to the present invention, there is provided an apparatus for detecting a temperature change in a living body based on the temperature dependence of sound velocity.
以下に本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
図1は、本発明において好適な超音波の送受信制御を説明するための図である。複合型振動子10は、測定用振動子12と治療用振動子14で構成されている。測定用振動子12は、超音波を送受する複数の振動素子を備えている。そして、これら複数の振動素子が制御され、生体に対して超音波の送信ビームが形成され、受信ビームに沿って受信信号が得られる。なお、測定用振動子12として、例えば、公知の超音波診断装置が備える超音波振動子を利用してもよい。
FIG. 1 is a diagram for explaining ultrasonic transmission / reception control suitable for the present invention. The
一方、治療用振動子14は、比較的強力な超音波を送波する複数の振動素子を備えている。そして、これら複数の振動素子が制御され、生体に対して比較的強力な治療用の送信ビームが形成される。治療用振動子14は、測定用振動子12の外側に配置される。また治療用振動子14を構成する複数の振動素子は、例えば、外側のものほど深さ方向に突出して配置される。なお、治療用振動子14として、例えば、公知の強力集束超音波(HIFU)を送波する焼灼治療装置が備える超音波振動子を利用してもよい。
On the other hand, the
測定用振動子12と治療用振動子14は、1次元的に配列された複数の振動素子で構成されてもよいし、2次元的に配列された複数の振動素子で構成されてもい。2次元的に配列された複数の振動素子で構成される場合には、例えば、測定用振動子12の振動子面と治療用振動子14の振動子面が同心円状に形成され、同心円の中心に円状の測定用振動子12が配置され、それを取り囲むように環状の治療用振動子14が設けられる。
The
治療用振動子14は、生体内の治療領域100を目標として比較的強力な超音波を送波する。例えば、悪性腫瘍等を含んだ治療領域100の中心位置を焦点とするように送信ビームが形成され、比較的強力な超音波により治療領域100を加熱して悪性腫瘍等を焼灼する。治療領域100は、例えば、深さ方向に10mm程度、深さ方向に垂直な横方向に5mm程度の大きさである。この焼灼においては、治療領域100が例えばセ氏65度程度に加熱される。しかし、必要以上の加熱、例えばセ氏90度程度以上の加熱は、細胞組織を沸騰させてしまう等の理由から好ましくない。そこで、本実施形態においては、超音波を利用して治療領域100の温度変化が確認される。その温度変化の確認において、複数の測定ポイントP1,P2が利用される。
The
複数の測定ポイントP1,P2は、治療領域100内あるいは治療領域100の近傍にあり、後に説明するエコートラッキング処理に利用される。そのため、複数の測定ポイントP1,P2の各々は、その周辺の組織に比べて超音波の強い反射スポットであることが望ましい。本実施形態においては、治療用振動子14を利用して、生体内に複数の測定ポイントP1,P2が形成される。
The plurality of measurement points P1 and P2 are in the
つまり、治療用振動子14により、測定ポイントP1となる箇所を焦点として、比較的強力な超音波の送信ビームB1が形成され、この送信ビームB1により焦点における組織の性状を変化させ、測定ポイントP1が形成される。治療用振動子14が備える複数の振動素子を制御することにより、送信ビームB1の方向や焦点の位置(深さ)を調整することにより、その制御の範囲内において任意の位置に測定ポイントP1を形成することができる。例えば、測定用振動子12を利用して治療領域100を含むBモード画像を形成して、医師等のユーザがそのBモード画像を確認し、測定ポイントP1の位置を決定するようにしてもよい。
That is, the
同様に、治療用振動子14により、測定ポイントP2となる箇所を焦点として、比較的強力な超音波の送信ビームB2が形成され、この送信ビームB2により焦点における組織の性状を変化させ、測定ポイントP2が形成される。測定ポイントP1と測定ポイントP2は、互いに異なる深さに形成される。
Similarly, a relatively strong ultrasonic transmission beam B2 is formed by the
治療用振動子14を利用して測定ポイントP1と測定ポイントP2が形成されると、測定用振動子12を利用して測定ポイントP1,P2間の時間的な間隔が測定される。この測定においては、公知のエコートラッキング処理が利用される。なお、例えば、治療領域100内あるいは治療領域100の近傍に、エコートラッキング処理に好適な比較的硬い組織等があれば、既に存在するそれらの組織等を複数の測定ポイントP1,P2として利用してもよい。
When the measurement point P1 and the measurement point P2 are formed using the
図2は、測定ポイント間の時間的な間隔の測定を説明するための図である。この測定においては、測定用振動子12(図1)が利用され、測定ポイントP1と測定ポイントP2に対して、測定用の超音波ビーム(送信ビームと受信ビーム)が形成され、その超音波ビームに沿って受信信号が得られる。測定ポイントP1,P2は、超音波の比較的強い反射スポットであるため、受信信号内において、測定ポイントP1,P2に対応した信号部分の振幅が比較的大きい。図2には、測定ポイントP1,P2に対応した信号部分を含んだ受信信号が図示されている。 FIG. 2 is a diagram for explaining measurement of a time interval between measurement points. In this measurement, the measurement transducer 12 (FIG. 1) is used, and measurement ultrasonic beams (transmission beam and reception beam) are formed at the measurement point P1 and the measurement point P2, and the ultrasonic beam. A received signal is obtained along Since the measurement points P1 and P2 are relatively strong reflected spots of ultrasonic waves, the amplitude of the signal portion corresponding to the measurement points P1 and P2 is relatively large in the received signal. FIG. 2 shows a received signal including signal portions corresponding to the measurement points P1 and P2.
図2(I)は、温度変化前の受信信号を示しており、図2(II)は、温度変化後の受信信号を示している。測定ポイントP1を通るように形成された超音波ビームから得られる受信信号内においては、測定ポイントP1に対応した信号部分の振幅が比較的大きい。また、測定ポイントP2を通るように形成された超音波ビームから得られる受信信号内においては、測定ポイントP2に対応した信号部分の振幅が比較的大きい。なお、2つの測定ポイントP1,P2を通る1本の超音波ビームにより、測定ポイントP1に対応した信号部分と測定ポイントP2に対応した信号部分が特定されてもよい。 FIG. 2 (I) shows the received signal before the temperature change, and FIG. 2 (II) shows the received signal after the temperature change. In the received signal obtained from the ultrasonic beam formed so as to pass through the measurement point P1, the amplitude of the signal portion corresponding to the measurement point P1 is relatively large. Further, in the reception signal obtained from the ultrasonic beam formed so as to pass through the measurement point P2, the amplitude of the signal portion corresponding to the measurement point P2 is relatively large. The signal portion corresponding to the measurement point P1 and the signal portion corresponding to the measurement point P2 may be specified by one ultrasonic beam passing through the two measurement points P1 and P2.
単に振幅の大きな部分として信号部分を捉えた場合、信号部分は時間軸方向(深さ方向)に広がっているため、その広がりの程度に応じた誤差が生じてしまう可能性がある。そこで、本実施形態においては、例えば、特開2001−309918号公報に詳述されるエコートラッキング処理が利用される。 When the signal portion is simply regarded as a portion having a large amplitude, the signal portion spreads in the time axis direction (depth direction), and therefore an error may occur depending on the extent of the spread. Therefore, in this embodiment, for example, an echo tracking process detailed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-309918 is used.
エコートラッキング処理では、信号部分の代表点としてゼロクロス点が検知され、検知されたゼロクロス点をトラッキングすることで抽出精度を飛躍的に高めている。ゼロクロス点は、トラッキングの範囲として設定されたトラッキングゲート期間内において、エコー信号(受信信号)の振幅が正から負へ、または、負から正へと極性が反転するタイミングとして検知される。ゼロクロス点が検知されるとその点を中心として、新たにトラッキングゲートが設定される。そして、次の送受信タイミングで、同じ部位から取得されるエコー信号においては、新たに設定されたトラッキングゲート期間内でゼロクロス点が検知される。 In the echo tracking process, a zero cross point is detected as a representative point of the signal portion, and the extraction accuracy is dramatically improved by tracking the detected zero cross point. The zero-cross point is detected as a timing at which the polarity of the echo signal (reception signal) is reversed from positive to negative or from negative to positive within the tracking gate period set as the tracking range. When a zero cross point is detected, a tracking gate is newly set around that point. And in the echo signal acquired from the same site | part at the next transmission / reception timing, a zero crossing point is detected within the newly set tracking gate period.
このようにして、エコートラッキング処理により、図2に示すように、測定ポイントP1に対応した信号部分のゼロクロス点Z1がトラッキングされる。同様に、測定ポイントP2に対応した信号部分のゼロクロス点Z2もトラッキングされる。そして、ゼロクロス点Z1とゼロクロス点Z2の時間間隔が測定される。この時間間隔は、ゼロクロス点Z1とゼロクロス点Z2の間の超音波の伝播時間に相当する。 In this way, the zero cross point Z1 of the signal portion corresponding to the measurement point P1 is tracked by the echo tracking process as shown in FIG. Similarly, the zero cross point Z2 of the signal portion corresponding to the measurement point P2 is also tracked. Then, the time interval between the zero cross point Z1 and the zero cross point Z2 is measured. This time interval corresponds to the propagation time of the ultrasonic wave between the zero cross point Z1 and the zero cross point Z2.
本実施形態では、生体内における音速の温度依存性に注目する。例えば、測定ポイントP1,P2間の距離に変化がなく、生体内の温度変化により音速が大きくなると、測定ポイントP1,P2間における超音波の伝播時間が短くなる。この場合においては、図2(I)に示す温度変化前における時間間隔Tbに比べて、図2(II)に示す温度変化後における時間間隔Taが小さくなる。したがって、測定ポイント間の時間的な間隔の変化から、温度変化を検出することができる。 In the present embodiment, attention is paid to the temperature dependence of the sound speed in a living body. For example, when there is no change in the distance between the measurement points P1 and P2 and the sound speed increases due to a temperature change in the living body, the propagation time of the ultrasonic wave between the measurement points P1 and P2 is shortened. In this case, the time interval Ta after the temperature change shown in FIG. 2 (II) is smaller than the time interval Tb before the temperature change shown in FIG. 2 (I). Therefore, the temperature change can be detected from the change in the time interval between the measurement points.
例えば、エコートラッキング処理において受信信号(エコー信号)を400MHzでサンプリングしたとすると、位相に換算して約3度の分解能が得られる。また、一般的な組織の音速の温度依存性を温度1度あたり0.6m/sの音速変化とし、さらに、超音波の周波数を6MHz、経路長さを1cm、音速を1500m/sとすると、エコートラッキング処理による温度検出感度Δtは、次式のように0.26度となる。なお、次式において、ΔLは温度1度あたりの経路長さの変化量であり、Dは経路長の検出精度である。 For example, if the received signal (echo signal) is sampled at 400 MHz in the echo tracking process, a resolution of about 3 degrees is obtained in terms of phase. In addition, when the temperature dependence of the sound speed of a general tissue is set to a sound speed change of 0.6 m / s per degree, and further, an ultrasonic frequency is 6 MHz, a path length is 1 cm, and a sound speed is 1500 m / s, The temperature detection sensitivity Δt by the echo tracking process is 0.26 degrees as shown in the following equation. In the following equation, ΔL is the amount of change in path length per temperature of 1 degree, and D is the path length detection accuracy.
なお、温度上昇に伴う生体組織の膨張が知られているものの(非特許文献1参照)、その膨張は、温度1度あたり0.36μm程度であり、音速に換算すると0.03m/sとなる。これは前述した音速の温度依存性0.6m/sと比較すると極めて小さく、無視できる程度である。もちろん、膨張の影響を考慮した補正処理などを追加してもよい。 In addition, although the expansion | swelling of the biological tissue with a temperature rise is known (refer nonpatent literature 1), the expansion | swelling is about 0.36 micrometer per temperature, and will be 0.03 m / s when converted into a sound speed. . This is extremely small compared with the above-described temperature dependence of the sound speed of 0.6 m / s, and is negligible. Of course, correction processing considering the influence of expansion may be added.
図3は、本発明の実施において好適な超音波治療システムを示す図である。治療用振動子14は、比較的強力な超音波を送波し、治療領域を加熱するとともに、測定ポイントの形成にも利用される(図1参照)。治療用振動子14は、送信部24により送信制御される。
FIG. 3 is a diagram showing an ultrasonic treatment system suitable for carrying out the present invention. The
測定用振動子12は、送受信部22により制御され、生体内の治療領域を含む二次元平面内で又は三次元空間内で超音波ビームを電子走査する。そして、複数の超音波ビームが次々に電子走査され、各超音波ビームごとにエコー信号(受信信号)が取得される。取得された複数のエコー信号は画像形成部42に出力され、画像形成部42は複数のエコー信号に基づいて生体内の超音波画像(Bモード画像や三次元画像など)を形成する。形成された超音波画像は表示部44に表示される。
The
送受信部22で取得されたエコー信号は、エコートラッキング処理部(ET処理部)32へも出力される。エコートラッキング処理部32は、図2を利用して説明したエコートラッキング処理を行うものである。なお、エコートラッキング処理に利用されるトラッキング用エコー信号は、超音波画像に利用される複数の超音波ビームの中から選択されてもよいし、超音波画像用の超音波ビームとは別に、トラッキング用の超音波ビームを形成してトラッキング用エコー信号を得るようにしてもよい。
The echo signal acquired by the transmission /
温度変化検出部34は、図2を利用して説明したエコートラッキング処理により測定される測定ポイント間の時間的な間隔の変化から、加熱に伴う治療領域の温度変化を検出する。つまり、温度変化検出部34は、図2に示した時間間隔(Tb,Ta)の変化から音速の変化を確認し、温度の変化を検出する。その検出結果は、例えば表示部44に表示される。
The temperature
また、温度変化検出部34による温度変化の検出結果は、制御部50に伝えられ、制御部50は、検出された温度変化に基づいて送信部24を制御する。制御部50は、温度変化の検出結果に基づいて、送信部24による強力超音波の照射時間などを制御する。
The detection result of the temperature change by the temperature
例えば、犬の肝臓に関する音速の計測結果によれば(非特許文献2のFig.2)、セ氏60度程度が音速のピークになる。つまり、セ氏20度程度から60度程度までの範囲では、温度の上昇と共に音速も大きくなり、セ氏60度程度から90度程度までの範囲では、温度の上昇と共に音速が小さくなる。水中における音速にも同様な現象がみられ、セ氏75度程度が音速のピークになる。生体組織の主成分が水であり、また、犬の肝臓に関する測定結果も踏まえると、生体組織についても、セ氏60度程度からセ氏75度程度の範囲において、音速のピークが現れることが十分に期待される。つまり、音速のピークを検出することにより、例えば、生体組織がセ氏60度程度からセ氏75度程度の温度にあることが確認できる。そこで、制御部50は、例えば、温度変化の検出結果から音速のピークを判定し、生体組織が例えばセ氏60度程度からセ氏75度程度にあると判断して、強力超音波の照射を停止させる、または、強力超音波を照射する残り時間を決定する。
For example, according to the measurement result of the sound speed relating to the dog's liver (FIG. 2 of Non-Patent Document 2), the sound speed peak is about 60 degrees Celsius. That is, in the range from about 20 degrees Celsius to about 60 degrees Celsius, the sound speed increases as the temperature increases, and in the range from about 60 degrees Celsius to about 90 degrees Celsius, the sound speed decreases as the temperature increases. A similar phenomenon is observed in sound speed in water, and the sound speed peak is about 75 degrees Celsius. The main component of biological tissue is water, and considering the measurement results regarding the dog's liver, it is expected that the peak of sound velocity will appear in the biological tissue in the range of about 60 degrees Celsius to about 75 degrees Celsius. Is done. That is, by detecting the peak of the speed of sound, for example, it can be confirmed that the living tissue is at a temperature of about 60 degrees Celsius to about 75 degrees Celsius. Therefore, for example, the
図4は、図3の超音波治療システムによる強力超音波の照射制御を説明するためのフローチャートである。図1から図3に示した符号を利用しつつ図4のフローチャートに従ってその照射制御について説明する。 FIG. 4 is a flowchart for explaining irradiation control of intense ultrasonic waves by the ultrasonic therapy system of FIG. The irradiation control will be described according to the flowchart of FIG. 4 using the reference numerals shown in FIGS.
まず、測定用振動子12が利用されて生体内の超音波画像が形成され、医師等のユーザがその超音波画像を参考にして、治療領域100の位置や大きさなどを確認する(S401,図1参照)。そして、治療用振動子14が利用され、複数の測定ポイントP1,P2が設定される(S402,図1参照)。さらに、測定用振動子12を利用したエコートラッキング処理により測定ポイントP1,P2間の時間間隔Tbが計測される(S403,図2参照)。
First, an ultrasonic image in the living body is formed by using the
次に、治療用振動子14が利用され、治療領域100に対して強力超音波が照射される(S404)。そして、予め設定された例えば数秒間だけ強力超音波が照射されると、強力超音波が停止されて照射時間が積算される(S405)。その後、測定用振動子12を利用したエコートラッキング処理により、測定ポイントP1,P2間の時間間隔Taが計測され(S406,図2参照)、強力超音波が照射される前に計測された時間間隔Tbと強力超音波が照射された後に計測された時間間隔Taが比較される(S407)。
Next, the
S407の比較において、照射後の時間間隔Taが照射前の時間間隔Tb以下であれば音速が増加傾向にあり治療領域100の温度が上昇傾向にあると判断され、再び強力超音波が照射されてS404からS407までの処理が実行される。そして、再び実行されたS407において、照射後の時間間隔Taと前回の時間間隔Taが比較され、照射後の時間間隔Taが前回の時間間隔Ta以下であれば、さらにS404からS407までの処理が実行される。
In the comparison in S407, if the time interval Ta after irradiation is equal to or less than the time interval Tb before irradiation, it is determined that the sound velocity tends to increase and the temperature of the
S404からS407までの処理が繰り返されると、つまり強力超音波の照射が繰り返し実行されると、治療領域100の温度が上昇し続け、例えばセ氏60度程度からセ氏75度程度において音速がピークとなる。音速がピークを超えて減少傾向になると、S407の比較において、照射後の時間間隔Taが前回の時間間隔Taよりも大きくなる。
When the processing from S404 to S407 is repeated, that is, when irradiation with high intensity ultrasound is repeatedly performed, the temperature of the
こうして、S407において音速がピークを超えたことが確認され、治療領域100の温度が例えばセ氏60度程度からセ氏75度程度に達したと判断されると、追加の照射時間が決定される(S408)。例えば、治療領域100の温度がセ氏90度に達しない程度で所望の温度となるように、実験データなどに基づいた追加の照射時間が決定される。そして、その追加の照射時間だけ、治療領域100に対して強力超音波がさらに照射される(S409)。
Thus, when it is confirmed in S407 that the sound velocity has exceeded the peak and it is determined that the temperature of the
図4に示した照射制御によれば、治療領域100の温度が例えばセ氏60度程度からセ氏75度程度に達したことを確認してから、所望の温度となる追加の照射時間を決定しているため、比較的高い精度をもって照射時間を制御でき、例えば過度の加熱を抑えることができる。
According to the irradiation control shown in FIG. 4, after confirming that the temperature of the
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 複合型振動子、12 測定用振動子、14 治療用振動子、32 エコートラッキング処理部、34 温度変化検出部、50 制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記振動子を送受信制御することにより生体内から受信信号を得る送受信部と、
前記受信信号内において互いに異なる深さに対応した複数の測定ポイントを特定する測定ポイント特定部と、
前記受信信号内における複数の測定ポイント間の時間的な間隔を測定し、当該時間的な間隔の変化に基づいて生体内の温度変化を検出する温度変化検出部と、
前記温度変化を検出された生体内が、超音波の音速がピークとなる温度に達したか否かを判断する制御部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波測定装置。 A vibrator for transmitting and receiving ultrasonic waves to a living body;
A transmission / reception unit that obtains a reception signal from the living body by controlling transmission / reception of the vibrator;
A measurement point specifying unit for specifying a plurality of measurement points corresponding to different depths in the received signal;
A temperature change detection unit that measures a time interval between a plurality of measurement points in the received signal, and detects a temperature change in the living body based on a change in the time interval;
A control unit that determines whether or not the living body in which the temperature change has been detected has reached a temperature at which the sound speed of the ultrasonic wave reaches a peak; and
Having
An ultrasonic measurement device characterized by that.
生体に対して強力超音波の照射が複数回に亘って繰り返され、Irradiation of strong ultrasonic waves to the living body is repeated a plurality of times,
前記制御部は、前記複数回に亘る照射の各回ごとに、照射前の前記時間的な間隔と照射後の前記時間的な間隔とに基づいて音速が増加傾向にあるか又は減少傾向にあるかを判定し、前記複数回に亘る判定において音速が増加傾向から減少傾向に変わることをもって、音速がピークとなる温度に達したと判定する、Whether the control unit tends to increase or decrease the speed of sound based on the time interval before irradiation and the time interval after irradiation for each of the plurality of times of irradiation. Determining that the sound speed has reached a temperature at which the sound speed reaches a peak, with the sound speed changing from an increasing tendency to a decreasing tendency in the determination over a plurality of times.
ことを特徴とする超音波測定装置。An ultrasonic measurement device characterized by that.
前記制御部は、照射後の前記時間的な間隔が照射前の前記時間的な間隔以下であれば音速が増加傾向にあり、照射後の前記時間的な間隔が照射前の前記時間的な間隔よりも大きければ音速が減少傾向にある、と判定する、If the time interval after irradiation is equal to or less than the time interval before irradiation, the control unit tends to increase the speed of sound, and the time interval after irradiation is the time interval before irradiation. If it is larger than that, it is determined that the sound speed tends to decrease.
ことを特徴とする超音波測定装置。An ultrasonic measurement device characterized by that.
治療用振動子を送信制御して生体内の互いに異なる深さに対応した複数の箇所を焦点として超音波を送波させることにより、当該複数の箇所における組織の性状を変化させて当該複数の箇所を複数の測定ポイントとする治療用送信部と、
生体に対して比較的弱い超音波を送受する測定用振動子と、
測定用振動子を送受信制御して生体内から受信信号を得る測定用送受信部と、
前記受信信号内において前記複数の測定ポイントを特定する測定ポイント特定部と、
前記受信信号内における複数の測定ポイント間の時間的な間隔を測定し、当該時間的な間隔の変化に基づいて、前記加熱に伴う生体内の温度変化を検出する温度変化検出部と、
前記温度変化を検出された生体内が、超音波の音速がピークとなる温度に達したか否かを判断する制御部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波治療システム。 A treatment vibrator that heats the living body by transmitting relatively strong ultrasonic waves to the living body;
By transmitting the ultrasonic wave with a plurality of locations corresponding to different depths in the living body being controlled by transmitting the treatment vibrator, the tissue properties at the plurality of locations are changed to change the plurality of locations. A transmitter for treatment with a plurality of measurement points,
A measurement transducer that transmits and receives relatively weak ultrasonic waves to a living body;
A transmission / reception unit for measurement to obtain a reception signal from the living body by performing transmission / reception control of the measurement vibrator;
A measurement point specifying unit for specifying the plurality of measurement points in the received signal;
A temperature change detecting unit that measures a time interval between a plurality of measurement points in the received signal and detects a temperature change in the living body due to the heating based on a change in the time interval;
A control unit that determines whether or not the living body in which the temperature change has been detected has reached a temperature at which the sound speed of the ultrasonic wave reaches a peak; and
Having
An ultrasonic therapy system characterized by that.
前記測定用振動子の外側に前記治療用振動子を配置した複合振動子を有する、
ことを特徴とする超音波治療システム。 The ultrasonic therapy system according to claim 4, wherein
Having a composite vibrator in which the treatment vibrator is arranged outside the measurement vibrator;
An ultrasonic therapy system characterized by that.
前記治療用振動子は、比較的強い超音波を複数回に亘って繰り返し照射し、The therapeutic vibrator repeatedly irradiates a relatively strong ultrasonic wave multiple times,
前記制御部は、前記複数回に亘る照射の各回ごとに、照射前の前記時間的な間隔と照射後の前記時間的な間隔とに基づいて音速が増加傾向にあるか又は減少傾向にあるかを判定し、前記複数回に亘る判定において音速が増加傾向から減少傾向に変わることをもって、音速がピークとなる温度に達したと判定する、Whether the control unit tends to increase or decrease the speed of sound based on the time interval before irradiation and the time interval after irradiation for each of the plurality of times of irradiation. Determining that the sound speed has reached a temperature at which the sound speed reaches a peak, with the sound speed changing from an increasing tendency to a decreasing tendency in the determination over a plurality of times.
ことを特徴とする超音波治療システム。An ultrasonic therapy system characterized by that.
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