JP5759540B2 - 多次元でのｈｉｆｕ治療の実時間モニタリング及び制御 - Google Patents

Description

本出願は、生体組織の機械的特性を変化させるためにエネルギーを伝達することに関し、より具体的には、該伝達の効果を２次元以上の空間次元で検査することに関する。

高密度焦点式超音波（high intensity focused ultrasound；ＨＩＦＵ）を用いる腫瘍アブレーション（焼灼）治療は、長年にわたって研究されており、まさに米国市場マーケット及び臨床試験へとその道を開きつつある。

例えば癌などの腫瘍は、手術及び／又は化学療法によって医学的に治療されることができる。アブレーション治療は、あまり煩わしくない選択肢を提供する。アブレーションは、例えば加熱（例えば、無線周波数（ＲＦ）アブレーション、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）アブレーション、マイクロ波、及びレーザ）、凍結（例えば、冷凍アブレーション）、又は化学作用などの様々な選択肢によって実行され得る。

ＨＩＦＵは、腫瘍上に集束するように体外から熱エネルギーが印加されるが、そのエネルギーは、標的腫瘍上に集まる前に患者の皮膚又はより内部の組織を害するのに十分なほどには集中されないという点で、負担のないものである。

例えばＨＩＦＵアブレーションなどのサーマルアブレーションは、焼灼点（箇所）で腫瘍（悪性とし得る）が壊死すなわち死滅されるまで焦点での温度を上昇させる。壊死された生体組織は損傷（lesion）として知られる。そして、手順は別の焼灼点に移動し、腫瘍全体が焼灼されるまで点ごとに続けられる。

アブレーションは、治療を受けている領域の画像に従ってガイド（誘導）される。撮像法は、超音波、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）、又は例えばフルオロスコピーなどのｘ線撮像の形態を取り得る。

ＭＲＩは、アブレーションにおいてＨＩＦＵをガイドするために採用されているが高価である。その費用は、この方法の使用を世界規模の研究所に制限してしまい得る。また、ＭＲ適合性のあるサーマルアブレーション機器の潜在的な問題が存在する。

超音波による音響放射力が、ＨＩＦＵアブレーションをモニタリングするために提案されている。

超音波は、標的とする生体組織に、その波の焦点に集中する“プッシュ（圧力）”を与える。プッシュの前と後とでの撮像データは、プッシュを受ける生体組織の性質に関する情報を明らかにすることができる。

より具体的には、特定の位置の、ＨＩＦＵ治療又はその他の手段によって壊死される組織は、或る時点で、未治療組織より硬くなる。従って、同量のプッシュ力において、軸方向の変位の減少が起こる。プッシュとその後の追跡は、減少した変位を検出することが可能であり、故に、アブレーションによって形成された損傷の存在を検出するために使用されることができる。

非特許文献１は、リアルタイムＨＩＦＵアブレーション監視において放射力による変位を使用することを予見している。

非特許文献１での研究は、プッシュに対する反応における動き特性に所定の変化を生じさせるまで治療を続けることを提案している。

F.Lizzi、R.Muratore、C.Deng、J.A.Ketterling、S.K.Alam、S.Mikaelian、A.Kalisz、Ultrasound in Med. ＆ Biol.、2003年、第29巻、第11号、pp.1593-1605

本発明の一態様において、より十分に満足できるアブレーション監視法の概念化及び実現が必要であることを提案する。

本発明は、正確、高速、低コスト、単純、且つ簡便な技術を実現することによって、アブレーション監視における従来技術の限界を解消することに関する。

最新の、温度に基づいてＨＩＦＵアブレーション治療をモニタリングするＭＲＩ法は、正確ではあるが、コストの掛かるＭＲ一式の使用を必要とする。

超音波誘導式ＨＩＦＵ（（ultrasound guided HIFU；ＵＳｇＨＩＦＵ）治療における最新技術は、治療が適用された後に、焼灼点ごとに、形成された損傷の広がりを評価するものである。

この評価に費やされる時間は、アブレーション手順の所要時間を長くしてしまう。

さらに、典型的な方法は、焼灼強度及び継続時間を入力した後に、焼灼点でアブレーションを実行するものである。しかしながら、本発明の発明者は、治療時間は損傷サイズを良好に指し示すものではないことを観察した。故に、このような手順において、治療焦点を次の焼灼点に移動させる前に損傷サイズを評価する（そして、治療計画に従った所望の損傷サイズが達成されたことを確認する）ことが望まれる。

また、今日使用されている超音波ソリューションはドーズ量（すなわち、現強度でＨＩＦＵを印加する期間）の予測において十分に正確ではないので、その取り組みは、領域全体の壊死を確実にするために治療中にオーバードーズするものである。

先出の非特許文献１での研究は、ＨＩＦＵのリアルタイム監視における音響放射力の使用、超音波技術と、動き特性の所定の変化に基づくＨＩＦＵの終了とを予見している。

しかしながら、非特許文献１での研究は、どのような具体的な変化が、何時に治療が終了されるべきかを指し示すものとして機能するのか、あるいは上記所定の変化の決定が何時どのようにして遂行されるのか、ということを明確にしていない。

何時に治療が停止されるべきかを指し示す信頼性あるインジケータを有し、リアルタイムアブレーションが信頼性高く自動進行することを可能にすることが有利となる。

これらの関心事のうちの１つ以上に十分に対処するため、また、本発明の一態様に従って、同一出願人による「Real-Time Ablation Monitoring for Desired Lesion Size」なるタイトルの先願特許出願（整理番号：７７６５１０；以下、“７７６５１０出願”）は、焼灼点の生体組織のアブレーションを停止させるための、正確、高速、低コスト、単純且つ簡便な技術を明らかにしている。

本願における開示は、その方法に続くものであり、それを更に詳述するものである。７７６５１０出願に記載されるように、そこで提案したものは、単一の軸方向に沿った変化を評価し、且つ、その測定から、先験的に実験的に取得された、ＮＤＤパラメータを介した横方向損傷サイズと変位変化との間の関係に基づいて、損傷の横方向寸法を見積もることに基づく。

本発明によれば、この変位モニタリングは２次元又は３次元で実行される。例えば、多空間次元で損傷形成を制御するために、マルチエレメント治療・診断アレイが組合せ可能である。また、特定の位置での変位モニタリングが、方位角方向及び／又は仰角方向で治療焦点からオフセットされ得る。さらに、処置領域が比較的均質で、一般化された仮定を有限量のモニタリングから引き出すことができる場合に治療に費やされる時間を短縮する方策が提案される。

本発明の一バージョンにおいて、生体組織の例えば硬さなどの機械的特性を変化させるビームを発するユニット用の制御装置が提供される。当該装置は、機械的特性変更ビームの一番最近の焦点から方位角方向及び／又は仰角方向にオフセットされた焦点を有する音響放射力に基づくプッシュビームを印加する。

一態様において、オフセットは、一番最近の焦点を有する機械的特性変更ビームによって生成される損傷の標的外縁に合わされる。

機械的特性変更ビームは、更なる一態様において、現在位置での処置が完了したとの決定が為されるまで現在位置に維持される。

一実施形態において、機械的特性変更ビームは、リアルタイムで反復的に、プッシュビーム及びトラッキングビームと散りばめられる。位置に依存した処置の完了に関するリアルタイムでの上記決定に基づいて、組織内の処置領域内の現在位置から該領域内の次の位置まで、リアルタイムでスキャンが行われる。

更なる一バージョンにおいて、生体組織の機械的特性に変化を受けさせるようにエネルギー伝達するユニットの制御装置は、マルチチャネル超音波トランスデューサアレイを含む。該アレイは、方位角方向及び／又は仰角方向においてトラッキングビームを電子的に操舵するように構成される。このトラッキングは、エネルギー伝達の効果を評価するために、組織へのプッシュによって生じる変位を追跡するものである。

この態様の一変形例において、アレイは２次元であり、方位角方向及び仰角方向の双方で操舵を行うように構成される。

更なる一態様において、損傷サイズを推測するために、変位が特性カーブに当てはめられる。

他の一態様において、エネルギー伝達の中断中に、トラッキングビームが組織内の処置領域内の点から点へと操舵される。

特定の一態様によれば、エネルギー伝達によって組織内の処置ライン又は処置レイヤ内に熱的効果を導入するのに先立って、処置ライン又は処置レイヤ内の位置での処置が完了したかの決定に使用可能な基準値が生成される。該生成は、プッシュパルス及びトラッキングパルスを用いて処置ライン又は処置レイヤをスキャンすることの結果に基づく。

更なる他の一態様において、組織内の処置領域内の或る位置が、もはや、エネルギー伝達を行うビームで処理されるべきでないとの決定が行われる。

関連する異なる一態様によれば、操舵、トラッキング及び上記決定はリアルタイムで実行される。

関連する更なる一態様において、操舵、トラッキング、上記決定、及び上記領域の処置が完了したことの決定が、ユーザ介入の必要なく自動的に実行される。

他の一態様として、当該制御装置は、エネルギー伝達の中断中に、組織内の処置領域内の位置から位置へとプッシュビームを操舵するように構成される。

関連するが異なる一態様において、トラッキングビームは、プッシュから、現在形成されている損傷の標的外縁までオフセットされる。

補足的な一態様において、上記ユニットは、エネルギー伝達を行うビームを方位角方向及び／又は仰角方向において操舵するように構成されたマルチチャネル超音波トランスデューサアレイを含む。

更なる一バージョンにおいて、生体組織の機械的特性を変化させるビームを処置領域内でスキャンし、且つ該領域を代表する該領域内の特定の位置での変位をモニタリングするように装置が構成される。

関連する一従属態様において、モニタリングが実行されない間に、処置が完了したと決定された位置をスキップしながら、反復実行にて位置ごとのスキャンが実行される。

代替的な一従属態様において、上記領域内の現在位置への機械的特性変更処置がもはや適用されるべきでないと決定されたとき、次の位置が処置されるべき場合に該次の位置までスキャンが実行され、且つ、如何なるプッシュ又は如何なるトラッキングも必要とせずに、更なる繰り返しのためにもはや現在位置として作用する該次の位置で処置が繰り返される。

特定の一バージョンにおいて、生体組織の機械的特性に変化を受けさせるビームを発するように構成されたユニット用の制御装置は、組織内の処置領域に反復的に及ぶように、機械的特性変更ビームのスキャンを実行する。このスキャンは、もはや処置を受けるべきでないと決定された位置をスキップする。処置の中断中に、上記領域への少なくとも１つの非集束プッシュを追跡するビームによるスキャンも行われる。

以下、次の図を含む図面の助けを借りて、新たなアブレーション制御の詳細を説明する。

アブレーションシステムを例示する機能図である。 提案する信号タイミング方式の一形式を示す図である。 処置領域全体でのアブレーションの進行を評価する際に使用されるように当初の変位の基準値がどのように取得されるかの一例を示す図である。 モニタリング／治療サイクル数の単位での典型的な経時変位のグラフと、ピーク検出用に該グラフの最初の部分にフィッティングされた二次曲線との一例を示す図である。 正規化された経時変位を例示するグラフである。 正規化変位差に対する損傷の直径のグラフの一例を示す図である。 アブレーション制御装置の準備及び初期化の一例を示すフローチャートである。 その効果が測定される治療ビームの焦点からオフセットされたプッシュの焦点の一例を示す図である。 一度に１つの位置で実行されるアブレーションを、ユーザ介入の必要なく自動的に、細かくモニタリングするための例示的なリアルタイム手順を示すフローチャートである。 一度に１つの位置で実行されるアブレーションを、ユーザ介入の必要なく自動的に、細かくモニタリングするための例示的なリアルタイム手順を示すフローチャートである。 領域全体を代表する単一位置から比較的均質な処置領域を、ユーザ介入の必要なく自動的に、時間効率良くモニタリングするためのリアルタイム手順を示すフローチャートである。 或る一定の均質性度合い示す処置領域を、ユーザ介入の必要なく自動的に、時間効率良くモニタリングするためのリアルタイム手順を例示するフローチャートである。

図１は、説明的且つ非限定的な例として、機械的（力学的）特性変更すなわち“アブレーション”ユニット１１０、その制御装置１１５、及びリアルタイムディスプレイ１２０を示している。制御装置１１５は、多空間次元で治療をモニタリング（監視）するものである。

アブレーションユニット１１０は、治療のための“治療”アレイ１３０と共焦点配置されたマルチエレメント（多素子）診断アレイ１２５を含んでいる。

制御装置１１５は、マルチチャネル高電力増幅器及びマッチング回路のコンビネーションモジュール１３５と、トリガー・制御ロジックモジュール１４０と、マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュール１４５とを有する。制御装置１１５は、例えば、電気ユニット、アナログ電子部品、ハイブリッド回路、又は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ若しくはこれらの組合せのうちの何れかの形態を含む集積回路を有する半導体装置として実装され得る。モジュール１３５、１４０、１４５は各々、ソフトウェア、ファームウェア若しくはハードウェア、又はこれらの組合せにて実装され得る。

治療アレイ１３０は、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）トランスデューサとして実現可能であり、診断アレイ１２５のように、例えば、リニアアレイトランスデューサ、フェーズドアレイトランスデューサ、又は２次元（２Ｄ）マトリクストランスデューサとして実装され得る。ＨＩＦＵトランスデューサ１３０は、超音波（これは無線周波数“ＲＦ”エネルギーである）を集束させ、それにより、腫瘍又はその他のアブレーション標的を焼灼することができる。ＨＩＦＵトランスデューサ１３０はまた、音響放射力イメージング（acoustic radiation force imaging；ＡＲＦＩ）プッシュの形態で超音波を送達し、アブレーション対象からのエコーを受信する。用語“アブレーション対象”は、以下では、人間又は動物の何れであろうと治療を受ける医療患者、又は例えば検査が行われるときなどの何らかの生体組織を表す。アレイ１２５、１３０は、コンピュータ制御又は手作業により患者上に配置されるプローブ（図示せず）内に収容される。他の例では、プローブは、麻酔下にある患者の口を介してなどによって体内に導入される柔軟なシャフトの末端に配置され得る。ビームフォーミング回路は、プローブに含まれてもよいし、トリガー・制御ロジックモジュール１４０内にあってもよい。

治療アレイ１３０用の駆動信号は、マルチチャネル高電力増幅器／マッチング回路モジュール１３５によって供給される。

散在される３種類の音響ビームのタイミングを同期化させるトリガー・制御信号を提供するために、制御装置１１５の制御ロジックが使用される。第１に、生体組織の機械的特性を変化させる、治療アレイ１３０からの機械的特性変更ビームすなわち“治療ビーム”が存在する。第２に、治療ビームの効果を評価するための、治療アレイからのプッシュビームが存在する。第３に、評価を行う際にプッシュによる組織の変位を追跡する、診断アレイ１２５からのトラッキングビームが存在する。トリガーを掛けることは、アブレーションにかけられている体内（インビボ）アブレーション箇所の位置に応じて心拍サイクル及び／又は呼吸サイクルの時間的な特定のスナップショットに従ってゲーティングされ得る。治療の境界及びパラメータの指定のためのキー、ダイアル、スライダー、トラックボール、タッチ検知式スクリーン、カーソル及びその他の既知の好適な作動装置を含み得るユーザインタフェース入力／出力手段を有するグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）が、制御ロジックに結合される。制御ロジックは、例えばＬａｂＶｉｅｗ（登録商標）ベースといったＰＣベースのソフトウェアプログラムの形態で実現可能である。

マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュール１４５は、診断アレイ１２５とインタフェース接続されて、後方散乱信号を処理し、それにより、機械的変位の変化を計算する。この計算結果は、それによって現在処置中の位置の治療の完了を検出するための硬さの指標としての役割を果たす。進行中の計算に基づく損傷寸法が、必要に応じて、画像として、且つ／或いはＢモード画像上に重ねられて、リアルタイムディスプレイ１２０上に表示され得る。

また、モニタリング分析に基づいて、現在の位置又は処置領域の所望の治療エンドポイント（終点）に達したときに治療を停止するために、マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュール１４５からトリガー・制御ロジックモジュール１４０に制御信号が送られる。

その他の矢印１５５、１６０、１６５、１７０は、以上の説明に従った制御関係を指し示している。

図２は、アブレーション制御装置１１５におけるそれぞれのビームのプッシュパルス、トラッキングパルス及び治療パルスの一形式を示している。図示した例示的な実施形態において、マスターパルス２０５に、ＨＩＦＵトランスデューサ１３０からのプッシュ２１０が続く。プッシュの継続期間は、アブレーションを受ける組織の機械的特性に応じて得、１０ｍｓと１５ｍｓとの間に設定される。プッシュ２１０に続くのは、診断アレイ１２５から発せられる第１及び第２のトラッキングパルス２１５、２２０である。トラッキングパルス２１５、２２０を用いて、生体組織内の受信ラインに沿った相異なる深さでの構造が把握される。第１のトラッキングパルス２１５は、緊張した組織の値を調べるために、プッシュ２１０の直後に発せられる。第２のトラッキングパルス２２０は、約１２ｍｓ後に発せられ、緩和した（すなわち平衡した）組織の値を表す。マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュール１４５が、これら２つのトラッキングパルス２１５、２２０の各々に直後に続くこれら２つのパルスに対応するリターンエコー２２５、２３０を記録する。これら２つのリターンエコー２２５、２３０から取り出されるＲＦデータ間の差は、プッシュ２１０に反応して生体組織が受けた変位を表す。このシーケンス全体が、モニタリング−治療サイクル２４０のうちのモニタリング部２３５であり、２０ｍｓと３０ｍｓとの間だけ続く。ＨＩＦＵトランスデューサ１３０が治療を遂行する治療部２４５は遙かに長く、２９７０ｍｓと２９８０ｍｓとの間にわたって続く。従って、モニタリング−治療サイクル２４０全体は約３秒にわたって続く。

例えば第１のトラッキングパルス２１５がプッシュに先行し且つ第２のトラッキングパルス２２０がプッシュ後に起こるようなその他の可能なタイミングシーケンスも、図２のタイミングシーケンスに代えて用いられ得る。図２においてのように、第１のトラッキングパルス２１５の結果として明らかにされる空間位置が、第２のトラッキングパルス２２０の結果として明らかにされる空間位置と比較されて、プッシュによって生じた変位が取得される。更なる一例として、モニタリングはプッシュを行うことと同時であってもよい。また、誘起される変位は調和運動撮像（harmonic motion imaging；ＨＭＩ）と同様に振動的であってもよい。

プッシュ２１０にて印加される超音波ビームの、集束された性質により、変位は焦点で最大である。しかしながら、焦点から軸方向及び放射方向に離れると、より小さい大きさの変位が発生する。変位は、経時的に、ＨＩＦＵトランスデューサ１３０からの治療超音波ビームによって届けられる熱による影響を受ける。

より大きくて目立つ変位を利用するため、また、焼灼点ごとの測定における均一性のため、プッシュ２１０を届けるビームの焦点を治療超音波ビームの焦点（すなわち、“治療焦点”）に合わせて、２つの焦点を一致させることが望ましい。２つのビームは同じＨＩＦＵトランスデューサ１３０から発せられる。治療ビームはプッシュビームより高いパワーにあるが、これら２つのビームは同じフォーカシングパラメータ及び同じ焦点を共有する。

トラッキングパルス２１５、２２０は、プッシュ／治療焦点を生成するものとは別個のアレイ１２５を起源とする。しかしながら、２つのアレイ１２５、１３０は、一方が他方と共焦点配置される固定された空間的関係で構成されることができる。

図３は、処置領域全体でのアブレーションの進行を評価する際に使用されるように当初の変位値３０６の基準値（ベースライン）３０１がどのように取得されるかの一例を示している。図３のグラフは、受信ライン２２５に沿った変位３０４を表している。“当初の変位”３０６と呼んでいるものは、治療前ベースラインスキャンの単一位置でのプッシュ２１０から得られる受信ライン２２５に沿った全ての変位３０４のうちの最大値である。また、受信ライン２２５はプッシュビームに揃えられるので、当初の変位３０６の位置は、受信ラインに沿った空間的に最大の変位の位置というだけでなく、３次元空間での空間的に最大の変位を推定したものでもある。プッシュビーム及び治療ビームは共焦点であるので、治療焦点３０２は当初の変位３０６の位置と一致する。

治療を開始する前に、Ｂモード撮像を用いて処置ボリューム３０８をスクリーン上に表示することができ、それにより、臨床医は、例えばスクリーン上の境界線を描くことにより、標的組織を定めることができる。生体組織３０９内の処置ボリューム３０８は、１つ以上の処置領域３１０を含む。処置領域３１０は、各々が単一行の損傷３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、・・・である１つ以上の処置ライン３１２、又は各々が複数の隣り合った行の損傷３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、・・・を含む処置レイヤ３１４を含む。図３の脇に、（図の紙面に垂直な矢印“Ｉ”によって指し示されるように、）３Ｄ操舵（ステアリング）の場合の処置領域３１０の上面図を示す。最も上側のレイヤ３１４の一部が示されている。アレイ１２５、１３０が２Ｄ操舵用に構成される場合、ライン３１２は方位角方向３２５ａ又は仰角方向３２５ｂにスキャン可能であり、これらのアレイは、横に隣接する如何なるラインをも処置するように機械的に平行移動されることができる。一方、これらのアレイが３Ｄ操舵用に構成される場合、レイヤ３１４及びその下の如何なるレイヤも方位角方向３２５ａ及び／又は仰角方向３２５ｂにスキャン可能である。

治療アレイ１３０は、例えばそれがリニアアレイである場合、治療ビーム３３６及びプッシュビーム３２６を、方位角方向３２５ａに電子的に操舵するように構成される。それに代えて、治療アレイ１３０が２Ｄアレイである場合、治療アレイ１３０は、治療ビーム３３６及びプッシュビーム３２６を、方位角方向３２５ａ、仰角方向３２５ｂ、又はこれら２つの組合せの方向３２５ｃに電子的に操舵するように構成される。

同様に、診断アレイ１２５は、それがリニアアレイである場合、パルス２１５、２２０のトラッキングビーム３２８を、方位角方向３２５ａに電子的に操舵するように構成される。それに代えて、診断アレイ１２５が治療アレイ１３０と同様に２Ｄアレイである場合、診断アレイ１２５は、トラッキングビーム３２８を、方位角方向３２５ａ、仰角方向３２５ｂ、又はこれら２つの組合せの方向３２５ｃに電子的に操舵するように構成される。

基準値（ベースライン）は、収集された当初の変位３０６の配列であり、ライン３１２の場合には、それに対応して１次元であり、レイヤ３１４の場合には、それに対応して２次元である。複数の損傷３１６−３２４が１つずつ形成される実施形態では、１つのライン３１２又はレイヤ３１４のリアルタイム処置は、熱的影響を消散させるために殆ど、或いは全く休止することなく、例えば下又は上に位置する次のライン又はレイヤのベースライン収集に進むことができる。複数の損傷が同時に形成される実施形態では、休止を短縮あるいは回避するために、次のライン３１２又はレイヤ３１４を隣接しないものにすることができる。

臨床医はまた、損傷サイズを入力してもよい。損傷サイズは、更に後述する正規化された変位差の形態とし得る。他の例では、損傷サイズは自動的に設定される。

ベースライン収集では、開始位置３２４でのプッシュビーム３２６に、パルス２１５、２２０のトラッキングビーム３２８が続く。パルス２１５、２２０に対する長手方向に一致するそれぞれの受信ライン２２５、２３０（図３にはライン２２５のみを示す）の相互相関がとられて、変位が測定され、その最大値が当初の変位３０６となる。そして、プッシュビーム３２６及びトラッキングビーム３２８が次の位置３２２にスキャンされ、手順が繰り返される。

一部の実施形態において、隣接する損傷３１８と出会うことが予測される損傷３２０の標的外縁の位置である中間位置３３２に関して、基準値３３０が取得される。追跡を受けるプッシュビーム３３４は、出会い位置３３２に集束される。これは、図８に関して更に後述するように、損傷サイズの微調整すなわち“ファインチューニング”のために行われる。

例えば位置３２０の、基準値及び／又は標的外縁での中間基準値は、すぐ下で説明するように、その位置での機械的特性変更ビームすなわち“治療”ビーム３３６での処置が完了する時を決定するのに使用可能である。

図４は、モニタリング／治療サイクル240の回数の単位での典型的な経時変位のグラフと、ピーク検出用に該グラフの最初の部分にフィッティングされた二次曲線との一例を示している。グラフにおけるサイクル数ゼロは、モニタリング−治療サイクル２４０の開始を意味する。図４の例において、開始時の変位４０５は約１１０μｍであるように示されている。開始時の変位４０５は、生体組織の不均質性のため、焼灼点ごとに、個体ごとに、組織標本ごとに異なる。時間的に進むにつれ、連続したモニタリング−治療サイクル２４０の各々で、組織３０９内の処置領域３１０内の現在位置３１６での治療ビーム３３６の、治療焦点３０２での組織変位４１０に対する効果４０７すなわち“熱的効果”の測定が為される。プッシュ部２１０におけるパルスによる変位４１０は、当初は、印加された熱が組織を軟化させることにより、時間とともに増大する。幾らかの治療時間の後、変位４１０はピーク４１５に達して減少し始め、組織が硬くなりつつある（すなわち、壊死しつつある）ことを指し示す。この減少は、治療が変位４１０の停止点すなわち“終点変位”４２０に達するまで観察される。治療が停止された後、組織が冷えるにつれて変位４１０はゆっくり減少する。しかしながら、生体組織の機械的特性を変化させるための例えばビームによるエネルギー伝達がもはや与えられていなくても、細胞壊死に対する温度の効果は依然として存在している。

ピーク４１５を検出するために、変位４１０にリアルタイムに二次曲線４２５がフィッティングされ得る。ピーク４１５は、二次曲線４２５の傾きがゼロになり負に切り替わり始めるときに検出される。ピーク４１５は、ゼロ傾斜点の周りの或る区間内で、例えば５サイクルにわたって、変位４１０の測定値の平均をとることによって推定されてもよい。ピーク４１５を検出する理由については、図５に関連して詳細に説明する。

図５は、経時的な、より具体的には、サイクル数５１０に従った、正規化された変位５０５を例示するグラフである。以下では特性カーブ５１５と呼ぶ図５のグラフは、各変位４１０を開始時の変位４０５で割ることによって、図４の変位グラフから得ることができる。ここで使用される用語“特性カーブ”中の“特性”なる用語は、識別可能な特性又は属性を意味する。識別可能な特性又は属性は、体内組織又は生体組織に関連し得る。特性カーブ５１５はまた、異なる複数の焼灼点での経験的な観察に基づいた、このように得られた多数のカーブの組合せ、例えば平均など、であってもよい。上述の生体組織の不均質性のため、図５の（サイクル数５１０の）時間スケールは、焼灼点、個体又は組織標本に応じて、短くなることもあるし、長くなることもある。故に、正規化された変位の時間レートは可変である。しかしながら、特性カーブ５１５の形状は、例えば肝臓、乳房、心臓といった所与の生体組織の種類に対して一定のままである。暗示的に、特性カーブ５１５上の或る一点が特定されると、全ての点が特定される。これは重要である。特性カーブ５１５上の点群のうちの一部は特定の損傷サイズに関連付けられるからである。故に、或る焼灼点で実行中のアブレーションが特性カーブ５１５上の特定の点に達したことを特定できることは、所望の損傷サイズを達成するには何時にアブレーションを停止すべきかの正確な予測５４０、すなわち、例えば０．５のＮＤＤ、につながり得る。予測５４０は、ここでは、治療焦点でのＮＤＤである“中心”ＮＤＤに基づく。しかしながら、一番最近の治療ビーム焦点３０２の効果を評価するためにプッシュビーム焦点から得られるＮＤＤパラメータは、方位角方向３２５ａ及び／又は仰角方向３２５ｂにオフセットされ得る。このオフセットは、例えば、損傷３２０の標的外縁上の予測された出会い点３３２である。この“外縁”ＮＤＤは、現在位置３２０での処置が完了されることのリアルタイム検出に使用されることができ、あるいはそれに寄与することができる。次となるものである隣接する損傷３１８との予測出会い位置３２０における壊死の発現の十分な進展を暗示し得る例えば０．１から０．１５の“外縁”ＮＤＤは、現在位置３２０での処置が完了したことを指し示し得る。

現アブレーションにおいては、正規化前の変位４１０がリアルタイムで利用可能である。先出の同一出願人による７７６５１０出願にて議論されている技術は、１つ以上の変位４１０を、特性カーブ５１５の関連正規化変位５０５とレジストレーションするものである。

特性カーブ５１５上の２つの目印点は、変換によって１に設定されるものである正規化された開始時の変位５３０、及び正規化されたピーク変位５３５である。

関連する正規化前の変位は、それぞれ、開始時の変位４０５、及びピーク変位４１５である。

より具体的には、開始時の変位４０５は、開始時の正規化変位５３０にレジストレーションされ得る。このレジストレーションは、特性カーブ５１５により、停止時に所定の損傷サイズを達成するためには、変位的に、何時にアブレーションが停止されるべきかを予測することに、開始時の変位４０５を利用することを可能にする。従って、開始時の変位４０５は、更に詳細に後述するように、以下で治療進行率独立（therapy progress rate independent；ＴＰＲＩ）レジストレーション点と呼ぶものとしての役割を果たすことができる値のうちの１つである。

ピーク変位４１５は、正規化されたピーク変位５３５と同時に生じる。従って、ピーク変位４１５は、開始時の変位４０５と同様に、ＴＰＲＩレジストレーション点としての役割を果たすことができる。

損傷サイズの予測となるプレディクタとしてのＴＰＲＩレジストレーション点の有効性のため、特性カーブ５１５へのＴＰＲＩレジストレーション点のレジストレーションは、正規化変位５０５における減少量と損傷サイズの経験値との間の関数関係を当てにする。この目的のため、正規化変位差（normalized displacement difference；ＮＤＤ）５４０が、正規化ピーク変位５３５と正規化変位５０５のエンドポイントとの間の差として定義される。０、０．２５、及び０．５のＮＤＤ５４０の値が図５に示されている。故に、例えば、ＮＤＤが０に等しい場合、正規化されたピーク変位５３５と正規化された終点変位５０５とは同じであり、これは、アブレーションエネルギーの印加がピーク変位４１５（あるいは、等価的に、正規化されたピーク変位５３５）で停止されることを示すことになる。ＮＤＤ５４０の各値には特定の損傷サイズが関連付けられる。

図６は、ＮＤＤ５４０に対する損傷の直径のグラフ６００の一例を示している。様々な組織標本について、そして標本内の様々な位置について、アブレーションを実験的に実行した。アブレーションを停止し、壊死の進行を止めるために直ちに標本を冷却した。損傷のサイズを測定した。損傷の形状は、トランスデューサの幾何学構成とその音響ビーム特性とに依存する。ＨＩＦＵの場合、損傷の形状は一般的に、ビームの縦方向の中心に沿った主軸を有する楕円体である。従って、図６の損傷直径は、ビームの縦方向の中心に垂直な、最大の損傷直径を表す。測定ごとに、処置時間、終点変位値４２０、及びピーク変位値４１５を書き留めた。この実データに基づき、損傷直径をＮＤＤ５４０に関係付けて観察点をプロットした。図６は、この場合は肝臓である組織型６０２についてプロットされた観察点を示している。この関係は二次の多項式フィッティングによって良好な一致度で記述されること、及び多項式のパラメータは組織型とともに変化することが判明した。それらのパラメータはまた、損傷の形状とともに変化するが、損傷の形状は典型的には変化しない。故に、以下では、カーブが組織型で分類されるとき、損傷形状による更なる分類は必要ないと仮定する。異なるＨＩＦＵ強度の観察点６０５−６３０によって示されるように、フィッティングされた関数は処置強度に対して不変である。これら６個のサンプルの処置時間が括弧書きで示されている。見て取れるように、処置時間は、組織の不均質性のため、損傷サイズを指し示す良好なインジケータではない。例えば、観察点６１５は、観察点６２５と比較して、より長い処置時間が、より小さい損傷サイズを達成したことを指し示している。同じ組織標本の異なる部分、又は異なる組織標本について為された観察では、損傷サイズが処置時間と十分な相関を有しないことが判明した。有利には、以上でも説明し且つ以下でより詳細に説明される先出の７７６５１０出願の方法は、組織の不均質性に対する敏感性を解消する。

図７は、アブレーション制御装置１１５の準備及び初期化の一例を示している。或る特定の組織標本についてアブレーションが実行される（ステップＳ７１０）。この現在の組織標本についてのアブレーションが終了され、該組織標本は壊死を停止させるように直ちに冷却される。終点変位４２０及びピーク変位４１５が記録される。損傷の組織学的検査が行われた後、損傷サイズが記録される（ステップＳ７２０）。これが最後の観察であるかの質問が行われる（ステップＳ７３０）。これが最後の観察でない場合、現在の組織標本若しくは別の組織標本について、あるいは別の組織型について、次の観察が行われる（ステップＳ７４０）。一方、それが最後の観察である場合、観察結果が組織型によってグループ分けされる（ステップＳ７５０）。組織型ごとに、記録されたデータ及び二次曲線フィッティングを用いて、フィッティングされた曲線６００（すなわち“校正曲線”）が取得される（ステップＳ７６０）。校正曲線６００は、各々が自身の組織型６０２の識別子を有し、アブレーション制御装置１１５へと送られる。また、組織型によって識別される各特性カーブ５１５が、アブレーション制御装置１１５に利用可能にされる。特性カーブ５１５は、同様に、上述のように、経験的観察から取得されている（ステップＳ７７０）。

基準値３０１が収集されると、治療ビーム３３６が印加され、そして中断され、更に詳細に後述するように、プロトコルに応じてそれぞれの位置３１６−３２４について１つ以上のモニタリング部２３５が実行される。この治療の中断は、その都度上記１つ以上のモニタリング部２３５を可能にするよう、インターリーブして行われる。所与の位置でのプッシュ誘起変位４１０のモニタリングにおいて、１つ以上のＴＰＲＩレジストレーション点がリアルタイムで取得され、リアルタイムで処理される。この処理は、それらの点（例えば、開始時の変位４０５、ピーク変位４１５）を、該当する特性カーブ５１５上の対応する点（すなわち、正規化された開始時の変位５３０、正規化されたピーク変位５３５）にレジストレーションすることを含む。次の公式：
ＨＤ＝（ＮＰＤ−ＮＤＤ）×ＲＰ／ＣＰ ［式（１）］
を使用し得る。ここで、
ＨＤは、そこでアブレーションが停止されるべき変位を表し、
ＲＰは、ＴＰＲＩレジストレーション点を表し、
ＣＰは、特性カーブ５１５の対応する（すなわち、正規化された）点を表し、
ＮＰＤは、正規化されたピーク変位５３５を表し
ＮＤＤは、正規化変位差５４０を表す。

従って、ＨＤすなわち終点変位４２０の決定は、ＴＰＲＩレジストレーション点を特性カーブ５１５とレジストレーションすることによって可能にされる。故に、例えば、開始時の変位４０５がＴＰＲＩレジストレーション点として作用するとき、これは、モニタリング−治療サイクル２４０のうちの最初のサイクルのモニタリング部２３５の完了を受けて可能になる。その完了前では、開始時の変位４０５は、未だ知られていないため、上に示した式（１）のＲＰとして適用されることはできない。

式（１）中の量ＲＰ／ＣＰは正規化因子と見なし得る。校正曲線６００に対して所望の損傷サイズが見積もられたとき、ＮＤＤ５４０が特定される。ＮＤＤ５４０がＮＰＤから減算されて、終点変位４２０の正規化された形態が生成される。この正規化形態に正規化因子が乗算されて、“正規化の解かれた”終点変位（すなわち、式（１）中のＨＤ）が生成される。２つ以上のレジストレーション点が使用される場合、式（１）での使用のために、対応する複数の正規化因子の平均をとることができる。

図８は、一例として、その効果が測定される治療ビームの焦点からオフセット８３０されたプッシュの焦点を示している。

治療ビーム８３６が位置８４０に適用され、その位置で位置的に固定されたままにされる。焦点８４４を有する治療ビーム８３６の中断中に、一番最近の焦点８４４を有する治療ビーム８３６によって作り出された損傷８４０の標的外縁８６０上の点８５６に、焦点８５２を有するプッシュビーム８４８が適用される。プッシュビーム８４８の焦点８５２は、治療ビーム８３６の一番最近の焦点８４４の効果を評価するためのものであり、焦点８４４、８５２は方位角方向及び仰角方向の少なくとも一方においてオフセット８３０を有する。プッシュビーム８４８に第１及び第２のトラッキングパルスの対８６４が続き、それぞれ、組織３０９がその緊張位置及び緩和位置で画像化される。図３に関連して上述したように、例えば０．１から０．１５の“外縁”ＮＤＤは、次となるものである隣接する損傷８６８との予測出会い位置８５６における壊死の発現の十分な進展を暗示し得るものであり、現在位置８４０での処置が完了したことを指し示し得る。

他の例では、プッシュとトラッキングとの双方を治療ビーム８３６からオフセットすることに代えて、例えばトラッキングのみをオフセットしてもよい。それによれば、ベースライン収集は“損傷中心”プッシュに基づく当所変位を含むが、トラッキングパルス２１０、２１５はオフセット８３０に従って位置合わせされることになる。従って、図８において、プッシュ８４８は、予測出会い点８５６に位置合わせされるのではなく、現在位置８４０を中心にして位置合わせされることになる。しかしながら、トラッキングビーム８６４はそのまま、オフセット８３０に従って位置合わせされることになる。同様に、治療中、プッシュビームは損傷８４０を中心にして位置合わせされるが、図８に示したトラッキングパルス８６４は、図示の通り、オフセット８３０に従って位置合わせされる。

図９は、一度に１つの位置８４０で実行されるアブレーションを、ユーザ介入の必要なく自動的に、細かくモニタリングするためのリアルタイム手順９００を例示している。最初に、位置８４０での処置を完了するかの決定に使用可能な基準値（ベースライン）３０１が収集される（ステップＳ９１０）。治療ビーム焦点８４４は現在位置８４０に維持される（ステップＳ９２０）。治療ビーム８３６が発せられる（ステップＳ９３０）。例えば約３秒又は特定のサイクル数の後、治療ビーム８３６が中断され、すなわち、モニタリング−治療サイクル２４０の治療部２４５が終了され、プッシュビーム８４８及びトラッキングパルス対８６４が発せられる（ステップＳ９４０）。現在位置８４０での処置が未だ完了していないと決定された場合、処理はステップＳ９３０へと戻る。そうではなく、現在位置８４０での処置が完了し、故に、現在位置はもはや処置されるべきでないと決定され、且つ処置領域３１０内に次の位置が存在する場合（ステップＳ９６０）、治療アレイ１３０のビームフォーミングロジックが、次の位置８６８までスキャンするように操舵する（ステップＳ９７０）。次の位置８６８は、更なる繰り返しでは現在位置となる。そして、処理はステップＳ９２０に戻る。一方、処置領域３１０内の処置が完了した場合（ステップＳ９６０）、この手順は終了する。

図１０は、処置領域３１０の全体で同時に実行されるアブレーションを、ユーザ介入の必要なく自動的に、細かくモニタリングするためのリアルタイム手順１０００を示している。最初に、基準値（ベースライン）３０１が収集される（ステップＳ１００５）。そして、治療ビーム８３６が、反復されるラン（実行）で、位置ごとに、しかし処置が完了した記録済みの位置３１６−３２４・・・をスキップしながら、処置領域３１０を連続的にスキャンする。例えば、レイヤ３１４において、（上面図で見て）最も下の位置３１６−３２４は左から右へのスイープの部分とすることができ、該スイープはシングルスキャンを構成するように１行ずつ上に進んでいく。このスキャンは、例えばおよそ３秒の期間の満了などによって処置が中断されるまで続く（ステップＳ１０１０）。最初の位置３１６が現在位置となる（ステップＳ１０１５）。プッシュビーム８４８とトラッキングパルス２１５、２２０の対８６４とが発せられる（ステップＳ１０２０）。現在位置の処置が完了したと決定された場合（ステップＳ１０２５）、その位置が記録される（ステップＳ１０３０）。記録済みの位置はスキップして、処置領域３１０内に次の位置が存在する場合（ステップＳ１０３５）、治療アレイ１３０のビームフォーミングロジックが、該次の位置までスキャンすなわちプッシュビーム８４８とパルス２１５、２２０のトラッキングビーム３２８とを操舵し（ステップＳ１０４０）、処理はステップＳ１０２０へと戻る。そうでなく、モニタリングがこの治療中断の完了に至っている場合、及び処置領域３１０の処置が未だ完了していない場合（ステップＳ１０４５）、処理はステップＳ１０１０に戻る。

上述のモニタリング方式９００、１０００は、組織不均質及び／又は血管の存在が、処置ライン３１２又は処置レイヤ３１４内の或る位置８４０が同じ印加治療パワーでその他の位置より早く壊死に至ることをもたらし得る場合に、臨床的に有用である。そのような場合、上述の手順９００、１０００におけるモニタリング技術は、治療送達を最適化し、過剰治療を抑制し、それにより処置時間も短縮する助けとなる。また、熱拡散プロセスに基づき、スキャンされたライン３１２又はレイヤ３１４にわたって同量の熱が印加されると、通常、エッジでの大きい温度勾配に起因して、端部での温度上昇は中心部での温度上昇より小さくなる。故に、中心部は端部より弱く処置される必要がある。上述のモニタリング手順９００、１０００のモニタリング方式は、それに従って治療が継続あるいは停止されるフィードバックを提供するように設計される。

図１１は、領域全体を代表する単一位置３１６から比較的均質な処置領域３１０を、ユーザ介入の必要なく自動的に、時間効率良くモニタリングするためのリアルタイム手順１１００を示している。追跡すべき特定の位置３１６の基準値３３０すなわち“当初の変位値”３０６が収集される（ステップＳ１１１０）。特定の位置３１６又は処置領域３１０の何れかに、１ランずつ繰り返して連続的にそれをスキャンすることにより、治療が付与される。何れの場合も、治療は、例えば時間の満了によって中断されるまで続けられる（ステップＳ１１２０）。この単一の特定位置３１６に、プッシュビーム８４８とトラッキングパルス２１５、２２０の対８６４とが発せられる（ステップＳ１１３０）。単一の特定位置３１６のモニタリングによって処置が未だ完了していないと判定される場合（ステップＳ１１４０）、処理はステップＳ１１２０へと戻る。そうでなく、処置が完了していると決定される場合（ステップＳ１１４０）、治療アレイ１３０のビームフォーミングロジックが、次の位置までスキャンするように操舵する（ステップＳ１１５０）。該次の位置は繰り返しのために現在位置となる。この場合には如何なるプッシュ又はトラッキングも必要とせず、特定位置３１６に加えられたのと同じ時間だけ、現在位置に処置が適用される（ステップＳ１１６０）。次の位置が存在する場合（ステップＳ１１７０）、処理はステップＳ１１５０に戻る。

図１２は、或る一定の均質性度合い示す処置領域３１０を、ユーザ介入の必要なく自動的に、時間効率良くモニタリングするためのリアルタイム手順１２００を示している。各々が、処置領域３１０内の、集束されたプッシュの場合より広い空間領域に突き当たる１つ以上の非集束プッシュ２１０を用いて、基準値（ベースライン）３０１が収集される。各非集束プッシュに対し、互いに位置的に離隔された一対８６４以上のトラッキングパルス２１５、２２０が発せられる（ステップＳ１２０５）。記録済みの位置をスキップしながら１ランずつ繰り返しスキャンして、領域３１０を連続的にスキャンする（ステップＳ１２１０）。スキャンは、時間の満了などによって中断される。ロジックが、第１の非集束プッシュ２１０を指し示す（ステップＳ１２１５）。ロジックが、現在の非集束プッシュ２１０によって及ばれる第１の位置３１６を指し示す（ステップＳ１２２０）。現在の非集束プッシュ２１０が発生され、それにトラッキングパルス２１５、２２０の対８６４が続く（ステップＳ１２２５）。現在位置３１６の処置が完了している場合（ステップＳ１２３０）、その現在位置が記録される（ステップＳ１２３５）。何れの場合も、記録済みの位置３１６のスキップを考慮に入れて、現在の非集束プッシュ２１０を追跡する次の位置３１６が存在する場合（ステップＳ１２４０）、ビームフォーミングロジックが次の位置にスキャンすなわち非集束プッシュ２１０のビームとパルス２１５、２２０のトラッキングビーム３２８とを操舵し（ステップＳ１２４５）、処理はステップＳ１２２５に戻る。一方、現在の非集束プッシュ２１０のトラッキングが完了しており（ステップＳ１２４０）、且つ次の非集束プッシュが存在する場合（ステップＳ１２５０）、処理はステップＳ１２２０へと戻る。あるいは、処置領域３１０に関する全ての非集束プッシュが既に発せられている（ステップＳ１２５０）が、処置領域の治療が未だ完了していない場合（ステップＳ１２５５）、処置はステップＳ１２１０に戻る。

アブレーションにおいてのように、生体組織の機械的特性を変化させるようにエネルギーが伝達される。この伝達の効果が、１より多い空間次元で検査され、例えば、処置領域すなわち処置ライン又は処置レイヤに関して、あるいは該領域内の或る位置に関して、アブレーション停止の決定が為される。停止の決定は、特性カーブに対してリアルタイムで評価される処置組織の損傷中心及び／又は損傷外縁の長手方向の変位に基づき得る。例えば、治療・撮像用のリニア又は２Ｄのマルチチャネル超音波アレイにより、方位角方向及び／又は仰角方向での操舵が可能にされる。含めることができるプロトコルは、（ＨＩＦＵ）治療と処置される組織の（音響放射力に基づく）変位をトラッキングすることとの双方の、領域幅スキャン及び位置ごとの完了である。比較的不均質な組織には、細かい位置ごとのモニタリングを使用することができ、比較的均質な組織には、より迅速で、より粗い、より一般化されたモニタリングを使用することができる。

本発明によれば、多空間次元の生体組織のリアルタイムアブレーションのために、正確、高速、低コスト、単純且つ簡便な技術が提案される。簡便且つ経済的なオール超音波による実装が可能にされ、米国及び更なるマーケットでのこの種の処置の遙かに広範な使用が実現される。

超音波法であるＨＩＦＵは、以上にて説明した特徴を備えた低コストのオール超音波アブレーション治療を提供する。そうは言っても、例えば加熱（例えば、無線周波数（ＲＦ）アブレーション、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）アブレーション、マイクロ波、及びレーザ）、凍結（例えば、冷凍アブレーション）、又は化学作用などの、同様に生体組織に機械的特性の変化を被らせるその他の形態のアブレーション治療も、本発明の意図される範囲内である。

本発明は、腫瘍のアブレーションに限定されるものではない。例えば、心不整脈の軽減は、心臓組織の特定ラインを壊死させ、それにより心臓を通る異常な電気経路を塞ぐことによって達成され得る。このような方法は、本発明に係るアブレーション法を用いて達成されることができる。

また、本発明に係る方法は医療処置を提供する際に有利に適用され得るが、本発明の範囲はそのように限定されるものではない。より広くは、本発明に係る技術は、体内、試験管内あるいは体外で生体組織の機械的特性を変化させるようにエネルギーを伝達すること、及びこの伝達の効果を１より多い空間次元内で検査することに関する。

図面及び以上の説明にて本発明を詳細に図示して説明したが、これらの図示及び説明は、限定的なものではなく、例示的あるいは典型的なものと見なされるべきであり、本発明は開示の実施形態に限定されるものではない。

例えば、或る位置に関する停止決定が、その位置に関する中心ＮＤＤ及び１つ以上の外縁ＮＤＤのリアルタイム観察と、損傷サイズとそれぞれオフセットされたＮＤＤとの間の組織学に基づく相関との双方に基づく実施形態にて本発明を作用させることが可能である。オフセットは、プッシュ（圧力印加）及び／又はトラッキングのものとすることができ、現在形成中の損傷の外縁に制限されず、また、損傷の中心からに制限されない。また、他の一態様において、治療ビーム及びトラッキングビームの電子操舵は、離散的な位置に限定されず、また、特定方向のプロトコルに限定されない。

図面、本明細書及び特許請求の範囲の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって、開示の実施形態へのその他の変形が理解・実現され得る。請求項において、用語“有する”はその他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は複数であることを排除するものではない。請求項内の如何なる参照符号も、その範囲を限定するものとして解されるべきでない。

コンピュータプログラムは、例えば光記憶媒体又は半導体媒体などの好適なコンピュータ読み取り可能媒体上に、瞬間的に、一時的に、あるいは、より長い期間にわたって格納されることができる。このような媒体は、一時的な伝播信号ではないという意味のみにおいて、非一時的なものであり、故に、例えばレジスタメモリ、プロセッサキャッシュ又はＲＡＭなどとして実現されてもよい。

単一のプロセッサ又はその他のユニットが、請求項に記載される複数の品目の機能を果たしてもよい。特定の複数の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、それらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを指し示すものではない。

Claims (15)

1. アブレーションユニットを含んだアブレーションシステムの制御装置であって、前記アブレーションユニットは、生体組織の機械的特性を変化させるエネルギーを伝達する治療ビームを発する治療アレイと共焦点配置された、マルチエレメント診断アレイを含み、当該制御装置は：
   マルチチャネル高電力増幅器及びマッチング回路のコンビネーションモジュール；
   トリガー・制御ロジックモジュール；及び
   マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュール；
   を有し、
   前記トリガー・制御ロジックモジュールは、治療ビーム、プッシュビーム及びトラッキングビームを含む３種類の音響ビームのタイミング及び電子操舵を同期化させるトリガー・制御信号を出力し、
   前記マルチチャネル高電力増幅器及びマッチング回路のコンビネーションモジュールは、前記トリガー・制御ロジックモジュールによって供給されるトリガー・制御信号に応答して、音響放射力に基づくプッシュビームを発するよう前記治療アレイに駆動信号を印加し、前記治療ビームの先行する直近の焦点の効果を評価するための前記プッシュビームの焦点は、方位角方向及び仰角方向のうちの少なくとも一方において、前記治療ビームの前記直近の焦点からオフセットされ、
   前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールは、前記トリガー・制御ロジックモジュールによって供給されるトリガー・制御信号に応答して、（ｉ）方位角方向及び仰角方向のうちの少なくとも一方において、前記治療ビームの前記直近の焦点から、且つ（ｉｉ）前記機械的特性を変化させる前記治療ビームによって形成されている損傷の標的外縁にオフセットされた、特定の位置での変位モニタリングのためにトラッキングビームを電子的に操舵し、前記トラッキングは、前記機械的特性を変化させる前記治療ビームによるエネルギー伝達の効果を評価するために、前記音響放射力に基づくプッシュビームに応答した前記生体組織へのプッシュによって生じる変位を追跡するものである、
   制御装置。
2. 前記音響放射力に基づくプッシュビームの前記オフセットは、前記直近の焦点を有する前記機械的特性を変化させる前記治療ビームによって生成されている前記損傷の前記標的外縁に一致する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記トリガー・制御ロジックモジュールは更に、前記機械的特性を変化させる前記治療ビームを、前記生体組織内の処置領域内の現在位置に、前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールが該現在位置での処置が完了したとの決定を為すまで維持するためのトリガー・制御信号を出力するように構成され、前記決定は、特性カーブに対する、外縁の正規化変位差（ＮＤＤ）パラメータに対応する処置される組織の損傷外縁の、前記トラッキングビームに沿った変位に基づく、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記トリガー・制御ロジックモジュールは更に、リアルタイムで反復的に、前記機械的特性を変化させる前記治療ビームの間に、前記プッシュビーム及びトラッキングビームを組み入れ、且つ、リアルタイムでの前記決定に基づいて、リアルタイムで前記現在位置から前記領域内の次の位置までスキャンするためのトリガー・制御信号を出力するように構成される、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記マルチエレメント診断アレイは２次元であり、方位角方向及び仰角方向の双方で前記操舵を行うように構成される、請求項１に記載の制御装置。
6. 前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールは更に、損傷サイズを推測するために、外縁の正規化変位差（ＮＤＤ）パラメータの形態の前記変位を特性カーブに当てはめるように構成される、請求項１に記載の制御装置。
7. 前記トリガー・制御ロジックモジュールは更に、前記エネルギー伝達の中断中に前記生体組織内の処置領域内の二点間で前記トラッキングビームを操舵するためのトリガー・制御信号を、前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールに出力するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
8. 前記トリガー・制御ロジックモジュールは更に、（ｉ）マルチチャネル高電力増幅器及びマッチング回路のコンビネーションモジュール、及び（ｉｉ）前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールに、（ｉｉｉ）前記エネルギー伝達によって前記生体組織内の処置ライン又は処置レイヤ内に熱的効果を導入するのに先立って、前記処置ライン又は処置レイヤ内の位置での処置が完了したとの決定に使用可能な基準値を生成するためのトリガー・制御信号を出力するように構成され、該生成は、プッシュパルス及びトラッキングパルスを用いて前記処置ライン又は処置レイヤをスキャンすることの結果に基づく、請求項１に記載の制御装置。
9. 前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールは更に、前記生体組織内の処置領域内の或る位置での処置が完了したとの決定を行うように構成される、請求項１に記載の制御装置。
10. 前記トリガー・制御ロジックモジュール、前記マルチチャネル高電力増幅器及びマッチング回路のコンビネーションモジュール、及び前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールは更に、前記操舵、前記トラッキング及び前記決定をリアルタイムで実行するように構成される、請求項９に記載の制御装置。
11. 前記トリガー・制御ロジックモジュール、前記マルチチャネル高電力増幅器及びマッチング回路のコンビネーションモジュール、及び前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールは更に、前記操舵、前記トラッキング、及び前記決定を、ユーザ介入の必要なく自動的に実行するように構成される、請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記トリガー・制御ロジックモジュールは更に、前記エネルギー伝達の中断中に前記生体組織内の処置領域内の二点間でプッシュビームを操舵するためのトリガー・制御信号を、前記マルチチャネル高電力増幅器及びマッチング回路のコンビネーションモジュールに出力するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
13. 前記アブレーションユニットの前記治療アレイは、前記エネルギー伝達を行う前記治療ビームを方位角方向及び仰角方向のうちの少なくとも一方において操舵するように構成されたマルチチャネル超音波トランスデューサアレイを有する、請求項１に記載の制御装置。
14. 前記トリガー・制御ロジックモジュールは更に、（ｉ）マルチチャネル高電力増幅器及びマッチング回路のコンビネーションモジュール、及び（ｉｉ）前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールに、（ｉｉｉ）前記モニタリングを実行していない間に、前記領域の前記スキャンを、処置が完了したとの前記決定が為された位置をスキップしながら、反復実行にて位置ごとに実行するためのトリガー・制御信号を出力するように構成される、請求項９に記載の制御装置。
15. 前記トリガー・制御ロジックモジュールは更に、（ｉ）マルチチャネル高電力増幅器及びマッチング回路のコンビネーションモジュール、及び（ｉｉ）前記マルチチャネル超音波データ収集・分析モジュールに、（ｉｉｉ）前記領域内の現在位置について前記決定が為されたとき、次の位置が処置されるべき場合に該次の位置まで前記スキャンを実行し、且つ、如何なるプッシュ又は如何なるトラッキングも必要とせずに該次の位置で処置を繰り返すためのトリガー・制御信号を出力するように構成される、請求項９に記載の制御装置。

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