JP5882071B2 - 超音波治療支援システム - Google Patents

Description

本発明は、高密度焦点式超音波療法（ＨＩＦＵ：High Intensity Focused Ultrasound）により超音波を治療対象の病変部に照射して温熱により病変部を変性させて治療する超音波治療装置と、治療効果を高精度及び高分解能で自動的に判別する磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置を備えた超音波治療支援システムに関する。

特許文献１に記載されているように、ＨＩＦＵ法により高密度に集束した超音波を病変部に照射し、病変部を加熱変性させて侵襲性の低い治療を行うことが可能である。また、超音波による加熱治療中にＭＲＩ装置を用いて病変部及びその周辺部位の温度分布を計測し、温度分布画像を表示して治療効果をリアルタイムでモニタリングすることが知られている。

特開２０１１‐１８２９８３号公報

特許文献１によれば、加熱治療中の病変部及び周辺部の温度をＭＲＩの温度分布画像によってリアルタイムでモニタリングすることにより、ＨＩＦＵ治療開始後、予め設定された温度しきい値以上に達した領域については、治療が完了した領域として判別することが提案されている。

しかし、特許文献１に記載のＭＲＩ温度分布画像では、患者の体内の体液の流れによる温度低下を測ることができないため、治療済み領域又は未治療領域を高精度かつ高分解能に判別することについて配慮されていない。

本発明が解決しようとする課題は、ＨＩＦＵ治療による治療済領域と未治療領域の判別の精度及び分解能を向上することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の超音波治療支援システムは、超音波治療装置と磁気共鳴撮像（以下、ＭＲＩという。）装置と表示装置と入力装置とを備え、前記超音波治療装置は、患者の治療対象領域に治療超音波を照射する治療用超音波プローブと、前記入力装置により設定される治療対象領域に複数の治療超音波集束部位を割り付けて治療計画を策定し、前記治療計画の前記各治療超音波集束部位に前記治療超音波の焦点及び前記治療超音波のパラメータを制御して前記治療用超音波プローブを駆動する超音波治療制御部とを備え、前記ＭＲＩ装置は、前記患者の前記治療対象領域を含む部位を撮像してＭＲＩデータを取得してＭＲＩ画像を構成して前記表示装置に表示する画像構成部と、前記治療対象領域を含む部位の体液の流速を計測するＭＲＩパーフュージョン計測部と、前記患者の前記治療対象領域を含む部位の温度を計測する温度計測部と、前記治療対象領域の治療済領域と未治療領域を判別する治療効果判別部とを備え、前記治療効果判別部は、前記治療超音波の照射前後にわたって前記治療超音波集束部位とその周辺部位の前記体液の流速を解析する前記ＭＲＩパーフュージョン計測部から出力される前記体液の流速を取り込み、前記治療超音波の照射後の前記体液の流速が設定範囲の下限よりも継続して低下している領域を治療済領域と判別し、前記体液の流速が前記設定範囲の上限よりも継続して高い領域を未治療領域と判別し、前記体液の流速の変化パターンが前記治療済領域と前記未治療領域に属しない不確定領域とに分ける第１解析部と、該第１解析部により分けられた前記不確定領域について、前記治療超音波の照射前後にわたって前記治療超音波集束部位とその周辺部位の前記温度を解析し、前記不確定領域の各部の温度が予め設定された温度しきい値以上に達した領域を前記治療済領域と判別し、前記温度しきい値に達しない領域を前記未治療領域と判別する第２解析部とを有し、該判別結果に基づいて前記治療済領域と前記未治療領域を前記表示装置に画像表示することを特徴とする。

本発明によれば、ＨＩＦＵ治療による治療済領域と未治療領域の判別の精度及び分解能を向上することができる。

本発明の一実施形態の超音波治療支援システムの全体構成図である。 本実施形態の超音波装置の全体構成図である。 本実施形態のＨＩＦＵコントローラの詳細構成図である。 本実施形態の治療効果判別に係る特徴部の構成を示す図である。 ＨＩＦＵにより治療法を説明する図である。 治療超音波プローブの誘導画像情報であるナビゲーション画像を説明する図である。 本発明の超音波治療支援システムの処理手順の一実施形態のフローチャートである。 本実施形態のＭＲＩパーフュージョン計測による治療効果の判別を説明する図である。 本実施形態のＭＲＩ温度計測による治療効果の判別を説明する図である。 ＭＲＩパーフュージョン計測による治療効果判別とＭＲＩ温度計測による治療効果判別を多重化して得られる判別結果の治療済領域と未治療領域を示す説明図である。 ＭＲＩパーフュージョン計測のパルスシーケンスの一例を示す図である。 ＭＲＩ温度計測のパルスシーケンスの一例を示す図である。 超音波治療、ＭＲＩパーフュージョン計測及びＭＲＩ温度計測とＭＲＩデータの処理の時系列を示す本実施形態の図である。 ＭＲＩパーフュージョン計測及びＭＲＩ温度計測を同時に実行して計測データを同時に取得するパルスシーケンスの他の実施形態を示す図である。 超音波治療、ＭＲＩパーフュージョン計測及びＭＲＩ温度計測とＭＲＩデータの処理の時系列を示す他の実施形態の図である。 本実施形態の超音波治療システムにおける超音波装置とＭＲＩ装置とで交互に撮像したときの断層画像の一例を示す図である。 本発明の超音波治療支援システムにおける治療前のシミュレーション画像の表示例を示す図である。 本発明の超音波治療支援システムにおける治療時のモニタ画像の表示例を示す図である。 本発明の治療後のモニタ画像の表示例を示す図である。

以下、本発明の超音波治療支援システムの実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態の超音波治療支援システムの全体構成を図１に示す。図１に示すように、本実施形態の超音波治療支援システムは、超音波装置１と、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置２と、表示装置の１つである術者用モニタ３と、位置検出デバイス４を備えて構成される。超音波装置１には、超音波断層画像を撮像する超音波診断装置と、ＨＩＦＵ治療を施す超音波治療装置の機能が組み込まれている。また、超音波装置１は、超音波装置本体部１１と、表示装置の１つである超音波モニタ１２と、超音波プローブ１３、及び超音波プローブ１３の位置検出器を構成するポインタ１６を備えて構成されている。

ＭＲＩ装置２は、例えば、垂直磁場方式永久磁石ＭＲＩ装置であり、垂直な静磁場を発生させる上部磁石２１と下部磁石２２、これら磁石を連結するとともに上部磁石２１を支持する支柱２３、ベッド２４、パーソナルコンピュータ２５、ＭＲＩ制御部２６、映像記録装置２７を含んで構成されている。また、ＭＲＩ装置２は、領斜磁場をパルス的に発生させる図示しない傾斜磁場発生部と、ベッド２４に横臥された静磁場中の患者５０に磁気共鳴を生じさせるための図示しないＲＦ送信器と、患者５０からの磁気共鳴信号を受信する図示しないＲＦ受信器を備えている。

パーソナルコンピュータ２５には、赤外線カメラ４１が検出して算出したポインタ１６の位置及び向きの検出情報が、超音波プローブ１３の位置及び向きの位置データとして、ケーブル２８を介して入力される。パーソナルコンピュータ２５は、入力されるポインタ１６の位置及び向きの検出情報に基づいて、ＭＲＩ装置２のＭＲＩ画像の位置データに変換し、ＭＲＩ制御部２６へ送信するようになっている。ＭＲＩ画像の位置データは、撮像シーケンスの撮像断面へ反映され、新たな撮像断面で取得されたＭＲＩ画像は術者用モニタ３に表示されるようになっている。また、ＭＲＩ画像は映像記録装置２７に同時に記録される。ちなみに、ポインタ１６は、断層面指示デバイスとして機能する。したがって、例えば、穿刺針などにポインタ１６を取り付け、穿刺針のある位置及び向きを常に撮像断面とするように構成することができる。この場合、術者用モニタ３には針を常に含む超音波断層像が表示されることになる。ＭＲＩ制御部２６は、ワークステーションで構成されており、パーソナルコンピュータ２５に接続され、ＭＲＩ装置２の図示しないＲＦ送信器、ＲＦ受信器などを制御するようになっている。

また、映像記録装置２７には、治療前に取得された患者５０の治療部位に係る病変部を含むボリューム画像データが格納されている。つまり、例えば、患者５０の体軸に直交するスライス断像画像を体軸方向にずらして取得した２次元画像を複数枚収集したボリューム画像データが格納されている。本実施形態の場合は、ＭＲＩ装置２で取得したボリューム画像データが格納されているが、本発明はこれに限られず、Ｘ線装置、Ｘ線ＣＴ装置又は超音波装置１により取得したボリューム画像データでよいことは言うまでもない。また、映像記録装置２７に格納されたボリューム画像データには、位置検出デバイス４の基準ツール４２の座標系に変換された座標データ又は変換可能な座標データが付されている。そして、パーソナルコンピュータ２５は、ボリューム画像データに基づいて、周知のボリュームレンダリング法によりボリュームレンダリング画像（以下、三次元画像という。）を生成して、術者用モニタ３に表示するように構成されている。

術者用モニタ３は、図示例では、２つの表示画面３ａ、３ｂを備えてなり、モニタ支持部３１を介して回転自在にＭＲＩ装置２の上部磁石２１に支持されており、表示画面の位置及び姿勢を自由に調整できるようになっている。また、表示装置であるＧＵＩ（グラフィック・ユーザ・インターフェイス）２９がパーソナルコンピュータ２５に接続されており、操作者はＧＵＩ２９のモニタ画面を見ながら超音波治療を実施することができるようになっている。位置検出デバイス４は、２台の赤外線カメラ４１と、赤外線を発光する図示しない発光ダイオードと、基準ツール４２を含んで構成されている。また、位置検出デバイス４は、支持アーム４３を介して姿勢を自由に変えられるように回転自在にＭＲＩ装置２の上部磁石２１に支持されている。基準ツール４２は、３つの反射球４４を備え、上部磁石２１の側面に設けられている。これにより、位置検出デバイス４は断層面指示デバイスであるポインタ１６の位置及び姿勢（向き）を検出し、赤外線カメラ４１の座標系とＭＲＩ装置２の座標系をリンクさせるようになっている。

超音波装置１の超音波装置本体部１１は、ＭＲＩ装置２を制御するパーソナルコンピュータ２５と接続されている。ポインタ１６が取り付けられた超音波プローブ１３（ａ、ｂ）の超音波探触子１４（ａ、ｂ）の一方で得られる超音波断層画像を専用の超音波モニタ１２に映し出すだけでなく、パーソナルコンピュータ２５に転送し、画像処理が行われて術者用モニタ３に映し出すことが可能になっている。なお、断層画像の断層位置は、超音波プローブ１３に取り付けられたポインタ１６により指示することができ、ポインタ１６により検出された位置及び傾きの断層画像が術者用モニタ３に表示される。また、超音波プローブ１３はＭＲＩ装置２の磁場内でも作動可能なセラミックなどの非磁性体で形成されている。

このように構成される超音波プローブ13は、把持部17bを操作者が手で把持して、所望の位置及び向きに操作できるように形成されている。また、超音波プローブ13の位置及び向きの精度が要求される場合は、周知のマニピュレータのハンド部に超音波プローブ13を把持させて、超音波装置1からの指令によりマニピュレータコントローラが位置及び向きを制御する構成とすることができる。

図２に、超音波装置１の詳細構成を示す。超音波プローブ１３は、超音波断層画像を撮像するための超音波を送受信する超音波探触子１４と、治療超音波を照射する治療超音波プローブ１５とを備えて構成されている。超音波探触子１４は、治療超音波プローブ１５の中心部に、同軸に取り付けられている。超音波装置本体部１１は、治療超音波装置の中核をなす超音波治療制御部を構成するＨＩＦＵコントローラ１１０と、超音波送受信部１１１と、超音波画像構成部１１２と、超音波制御部１１３と、ユーザとのインターフェイスであるコントロールパネル１１４とを備えて構成されている。超音波送受信部１１１は、超音波プローブ１３の超音波探触子１４に接続され、超音波探触子１４との間で超音波信号を送受信するようになっている。超音波探触子１４により受信された反射エコー信号は超音波画像構成部１１２に入力されて、二次元超音波画像（Ｂモード画像）或いは三次元超音波画像（ボリュームレンダリング画像）が構成されるようになっている。超音波画像構成部１１２で構成された超音波画像は、モニタ１２に表示されるようになっている。超音波制御部１１３は、超音波送受信部１１１と超音波画像構成部１１２と、ＨＩＦＵコントローラ１１０を制御するようになっている。コントロールパネル１１４は、超音波制御部１１３に指示を入力することができるようになっている。ＨＩＦＵコントローラ１１０は、患者５０に照射する治療超音波のパワー（強度及び時間）を制御するようになっている。

このように構成される超音波装置本体部１１は、超音波探触子１４から患者５０内に超音波を送受信し、受信した反射エコー信号を用いて診断部位についての二次元又は三次元の超音波画像を生成して超音波モニタ１２と術者用モニタ３及びＧＵＩ２９のモニタに表示するようになっている。また、ＨＩＦＵコントローラ１１０は、超音波制御部１１３の指令に基づいて治療超音波プローブ１５を介して、患者５０の病変部に治療超音波を照射して温熱により変性させて治療を行うように構成されている。

なお、本実施形態では、超音波断層画像を撮像するための超音波探触子１４と、治療超音波を照射する治療超音波プローブ１５とを別々に設けた例を説明したが、本発明はこれに限らず、同一の振動子を超音波断層画像の撮像用と、治療超音波の照射用に使い分けることもできる。この場合、ＨＩＦＵコントローラ１１０は、撮像用として動作させる場合は患者５０に照射する超音波パワーを弱め、治療超音波用として動作させる場合は患者５０に照射する超音波パワーを強めるように、超音波駆動信号をパルス波又は連続波に切替えるとともに、超音波駆動信号の振幅を制御する。また、本実施形態では、超音波画像装置と超音波治療装置とを１つの超音波装置として構成したが、これらを別々に分けて構成することができる。

図３に、ＨＩＦＵコントローラ１１０の詳細構成図を示す。ＨＩＦＵコントローラ１１０は、コンピュータをプログラムで作動させて機能を発揮する治療計画策定部１１７と、治療超音波パワー設定部１１８と、治療超音波パワー制御部１１９を備えて構成される。また、ＨＩＦＵコントローラ１１０は、ＨＩＦＵ電源部１２１とＨＩＦＵメモリ１２２と、各部間の信号伝送を行うバス１２３を備えて構成されている。バス１２３には、超音波制御部１１３とＭＲＩ装置２のパーソナルコンピュータ２５が通信可能に接続されている。ＨＩＦＵ電源部１２１は、図示していないが、患者５０内に治療超音波を照射する治療超音波信号の発生部を備え、治療超音波プローブ１５に接続されている。

このように構成されるＨＩＦＵコントローラ１１０は、超音波制御部１１３からの制御指令に応じて、超音波治療とモニタリングの管理を一緒に行うことができる。例えば、治療計画策定部１１７において、治療対象領域に治療超音波の集束位置を複数割り付け、複数の集束位置の照射順番と、治療超音波プローブ１５の位置及び向きと、移動距離と、治療間隔を予め設定しておくことで、治療開始から治療終了まで自動的に治療超音波の集束位置を移動して治療できるようになっている。

図４に、ＭＲＩ装置２のパーソナルコンピュータ２５に備えられる本実施形態の特徴に係る機能のブロック図を示す。図に示すように、パーソナルコンピュータ２５には、ＭＲＩ画像構成部２５ａと、ＭＲＩパーフュージョン計測部２５ｂと、ＭＲＩ温度計測部２５ｃと、治療効果判別部２５ｄとを含んで構成され、それらはハードウエアを作動させるプログラムから構成され、ＭＲＩ制御部２６の指令に基づいて作動されるようになっている。

ここで、図５を参照して、ＨＩＦＵコントローラ１１０による治療手順の概要を説明する。まず、図５（ａ）に示すように、治療超音波プローブ１５から照射される集束超音波１３１は、予め設定された１つの集束位置１３２に集束される。図５（ｂ）に示すように、集束超音波１３１の１回の照射により温熱変性される三次元領域は、照射深度方向に直交する直径Φが例えば５〜１０ｍｍの領域である。なお、実際に温熱変性される三次元領域は、球形ではなく、断面が円形で照射深度方向に少し長円の領域になるが、図示例では球形領域として示している。そして、図５（ｃ）に示すように、集束位置１３２を二次元及び三次元に順次移動させて、治療対象領域１３３の全域に集束超音波を照射する。ここで、周知のＡＲＦＩ（Acoustic Radiation Force Impulse）による焦点可視化を行うことができる（非特許文献２参照）。ＡＲＦＩによれば、理想的な焼灼領域に対して、生体組織内の実際の影響領域を算出することができるから、三次元計測を行うことで立体的な治療対象領域を算出できる。

Palmeri ML, Wang MH, Dahl JJ, Frinkley KD, et al． Quantifying hepatic shear modulus in vivo using acoustic radiation force．Ultrasound in Medicine & Biology 2008;34:546-58．

ここで、図６を参照して、本システムの超音波治療の誘導支援画像について説明する。患者５０は例えば手術台であるベッド２４に固定されてＭＲＩ装置２の撮像空間に位置され、治療超音波プローブ１５を用いて非侵襲治療を行う。まず、用手又はマニピュレータを用いて、治療超音波プローブ１５を患者の治療対象領域（例えば、頭部）の外皮に当てる。これにより、位置検出デバイス４の赤外線カメラ４１により検出されたポインタ１６の位置データに基づいて、超音波装置本体部１１は、治療超音波プローブ１５の位置及び向きを検出して、超音波探触子１４により撮像される超音波断層像の座標データを算出する。パーソナルコンピュータ２５はその超音波断層像の座標データに対応するＭＲＩ画像を、映像記憶装置２７に記憶されているボリューム画像データから切り出す。そして、図６に示すように、アキシャル（Axial）画像、サジタル（Sagittal）画像、コロナル（Coronal）画像の直交３断面画像を含むナビゲーション画像（誘導支援画像）１３０が術者用モニタ３に表示される。また、術者用モニタ３には、ナビゲーション画像１３０の一つとしてボリュームレンダリングにより作成した三次元画像を表示させることができる。なお、ナビゲーション画像１３０は、ＭＲＩ装置により撮像されたＴ１強調画像又はＴ２強調画像等のボリューム画像データから、ポインタ１６により指示された治療部位を含む超音波断層像に対応するＭＲ断層像及びボリュームレンダリング画像が用いられる。

パーソナルコンピュータ２５又はＨＩＦＵコントローラ１１０の治療計画策定部１１７は、術者用モニタ３又はＧＵＩモニタに表示される治療部位を含むＭＲＩ画像であるナビゲーション画像１３０に基づいて、治療すべき領域の外縁に、輪郭線を描画させて治療対象領域１３３を自動設定する。なお、ＧＵＩ２９又はＨＩＦＵコントローラ１１０のコントロールパネル１１４などの入力装置を介して、治療対象領域１３３を設定することもできる。また、治療対象領域１３３の周辺に警告領域１３４の輪郭線を描画させて設定することができる。なお、ナビゲーション画像１３０を見て術者が治療対象領域１３３及び警告領域１３４の輪郭線を描画させて設定することができる。なお、ナビゲーション画像１３０上には、例えばパーソナルコンピュータ２５の治療超音波プローブ誘導支援の機能により、治療超音波プローブ１５の位置及び向きを示す模擬画像１３５が重畳表示される。また、模擬画像１３５には、治療超音波プローブ１５の集束位置１３２が表示される。模擬画像１３５は、これに限らず、矢印と数値の画像により構成することができる。パーソナルコンピュータ２５は、例えば、ナビゲーション画像１３０上の集束位置１３２が警告領域１３４内に入った場合にナビゲーション画像１３０や治療超音波パワーを自動的に変更するようにしている。

ＨＩＦＵコントローラ１１０の治療超音波パワー設定部１１８は、治療超音波集束部位に照射する治療超音波のパラメータを設定するようになっている。すなわち、治療対象領域１３３の中心あるいは辺縁にかかわらず、治療超音波パワーを一定に設定すると、治療対象領域１３３の辺縁部に照射した治療超音波により、辺縁部に隣接する正常組織がダメージ等の副作用を受けることがある。一方、治療対象領域１３３の辺縁に隣接する正常な領域であっても、癌組織などの病変が浸潤していることがある。そこで、治療対象領域１３３の辺縁に隣接する領域の一定範囲にマージン領域を設定し、マージン領域を含めて治療超音波を照射するようする。マージン領域は、例えば、５ｍｍ幅程度、あるいはマージン率（例えば、１０％）に設定する。また、マージン領域を含む集束位置に照射する治療超音波のパワーを他の領域よりも下げて設定することができる。

ＨＩＦＵコントローラ１１０の治療計画策定部１１７によって策定された治療計画に従って、操作者は超音波治療の支援画像を見ながら治療超音波プローブ１５を患者５０の体表面に当接させ、位置及び向きを設定された集束位置１３２の１つに合わせる。一方、治療超音波パワー制御部１１９は、治療計画に従って集束位置１３２ごとにＨＩＦＵ電源部１２１を制御して、治療超音波プローブ１５の焦点を集束位置１３２に合わせるとともに治療超音波パワーを制御する。そして、集束位置１３２に治療超音波を照射して治療を実行する。

図７に、本実施形態の超音波治療支援システムの全体の処理手順のフロー図を示す。特に、本実施形態の超音波治療支援システムでは、ＨＩＦＵ治療によって治療された領域を、ＧＵＩ２９のモニタに表示して可視化するようにしている。すなわち、パーソナルコンピュータ２５のＭＲＩ画像構成部２５ａとＭＲＩ制御部２６は、ＭＲＩ装置２を用いて三次元ボリューム撮像及び三次元画像の再構成を行ってＧＵＩ２９のモニタに表示する（Ｓ１０１）。表示された三次元画像から画像処理にて指定される治療必須領域である治療対象領域（セグメンテーション）１３３を描出する（Ｓ１０２）。次いで、ＨＩＦＵコントローラ１１０の治療計画策定部１１７は、治療対象領域１３３に対して複数の目標（ターゲット）とする集束位置１３２を割り付ける。そして、各集束位置１３２について治療超音波プローブ１５の位置及び向きを含むＨＩＦＵ治療計画を策定するとともに、各集束位置１３２の治療超音波パワーやしきい値等のパラメータを入力設定する（Ｓ１０３）。このとき、治療対象領域１３３の治療必須領域だけでなく、治療対象領域１３３の辺縁部に設定されるマージン領域１３３ａについても、治療超音波パワーやしきい値等のパラメータを入力設定する。これらの設定された領域について、治療超音波プローブ１５の設置位置を算出して治療計画の策定を終了する。

次いで、治療計画策定部１１７により策定された治療計画に従って治療超音波プローブ１５の位置及び向きを移動させると、治療超音波プローブ１５から照射される治療超音波の経路が描出される（Ｓ１０４）。このとき、患者５０の生体情報（例えば：血圧、心拍数、発汗、体温等の異常上昇、あるいは意識の喪失）をモニタリングする装置を患者５０装着する。そして、パーソナルコンピュータ２５の治療超音波プローブ１５を誘導するナビゲーション画像の機能を起動する（Ｓ１０５）。これにより、治療超音波プローブ１５の動きに追従してナビゲーション画像１３０に治療超音波プローブ１５の模擬画像１３５と集束位置１３２の模擬画像が重畳表示される（Ｓ１０６）。そして、ＧＵＩ２９のモニタに表示されたナビゲーション画像１３０又は数値情報を用いて、治療超音波プローブ１５の焦点を指定される焦点位置に誘導する（Ｓ１０７）。このようにして、ＧＵＩ２９のモニタに表示されたＭＲＩのナビゲーション画像あるいは超音波モニタ１２に表示された画像にて、ターゲットの集束位置を確認後（Ｓ１０８）、ＨＩＦＵによる治療を開始する（Ｓ１０９）。ＨＩＦＵ治療開始にあたって、ＨＩＦＵコントローラ１１０の超音波パワー制御部１１９は、今回治療対象の目標（ターゲット）とする集束位置１３２が治療対象領域１３３のどの領域かを判別する。つまり、今回治療対象のターゲットが腫瘍などの治療対象領域１３３の内のどの位置かを判別し、そのターゲットがマージン領域１３３ａを含む場合を自動的に判定する。そして、ターゲットがマージン領域１３３ａを含む場合は、予め設定された治療超音波パワーに制御する。また、ＨＩＦＵ治療時は、ＭＲＩ画像によるモニタリングを必ず実施する。

図７のステップＳ１０９〜Ｓ１１９の処理は、本実施形態の特徴に係る処理であり、ＨＩＦＵ治療の実施に同期して治療効果（治療済領域又は未治療領域）の判別を自動により高精度及び高解像度で行う処理である。すなわち、ステップＳ１０８にて超音波画像やＭＲＩ画像にてターゲットの位置を確認後、ＨＩＦＵ治療（Ｓ１０９）に同期してＭＲＩパーフュージョン計測部２５ｂによるＭＲＩパーフュージョン計測（Ｓ１１０）と、ＭＲＩ温度計測部２５ｃによるＭＲＩ温度計測（Ｓ１１１）を同時に実行する。このようにして、ＨＩＦＵ治療とＭＲＩパーフュージョン計測とＭＲＩ温度計測のモニタリングを治療終了まで繰り返し、治療超音波のターゲットである集束位置１３２を含む部位における血流速度と温度の時系列データを求める。次いで、治療後にＭＲＩ装置２（又は、超音波診断装置）により、治療効果の確認が行われる（Ｓ１１２）。このステップＳ１１２における治療効果確認は、未治療の残治療領域があるかどうか判断する。具体的には、治療前後の画像を取得し、それらの画像から病変部（腫瘍等）の治療前後の差分画像を求めて治療効果判定を行うものであり、治療範囲特定と残治療領域の可視化が可能となる。しかし、Ｓ１１２における治療効果の確認は、精度及び分解能が低いことから、本システムでは、以下に述べるステップＳ１１３〜Ｓ１１９の処理を行って、治療効果判別の精度及び分解能を改善している。ステップＳ１１３〜Ｓ１１９の処理は、パーソナルコンピュータ２５の治療効果判別部２５ｄにより実行される。

（Ｓ１１３：体液の流速による治療効果の解析）
治療効果判別部２５ｄは、ＭＲＩパーフュージョン計測部２５ｂによるＭＲＩパーフュージョン計測（Ｓ１１０）によって得られたＭＲＩパーフュージョン画像のデータに基づいて解析されたＨＩＦＵ照射前後の血流速度を取り込み、ＨＩＦＵ照射前後の血流速度の低下量を三次元的に解析する。なお、血流に限らずリンパ液などの体液の流速を計測して用いることができる。ＭＲＩパーフュージョン計測は、周知の技術であるが、次に概要を説明する。血中造影剤に起因するコントラストを特定するために、スピンの位相変化Δψは、磁気感受性Δχと静磁場強度Ｂ０、エコータイムＴＥを使って（１）式で表せる。
Δψ=Δχ・Ｂ０・ＴＥ （１）
ここで、エコータイムＴＥを長くすることで、スピンはこの間に十分なディフェイズを受け、コントラストが増強する。実際の撮像は、ダイナミック撮像により、１断面を１〜２秒程度の一定間隔で、連続して撮影する。これにより、ＨＩＦＵ照射前後の血流変化信号変化をとらえて信号強度曲線が作成される。この信号強度曲線より、平均通過時間ＭＴＴ、血液量ＣＢＶ、血流量ＣＢＦを算出し、これを１画素ごとに全画素について解析を行って、パーフュージョン解析画像が得られる。一般に、虚血により、平均通過時間ＭＴＴは延長し、血流量ＣＢＦは低下、血液量ＣＢＶは一時的に増加後低下する傾向がある。これらのＭＴＴとＣＢＦ、ＣＢＶを組み合わせて評価することにより、詳細な血流動態情報が得られる。

このようなＭＲＩパーフュージョン画像を用いて、治療効果の解析法の一例を、図８を参照して説明する。図８（ａ）に示すように、被験者腹部５０１の対象臓器５０２に設定されたターゲットに治療超音波プローブ１５から治療超音波１３１を照射する。ターゲットの各部位について計測された血流の信号強度は、血流の流速に相関する。例えば、図８（ｂ）に示すように、ターゲットのＡ領域５０４と、Ｂ領域５０５と、Ｃ領域５０６の血流の信号強度をグラフ化する。同グラフの横軸はＨＩＦＵ治療開始前後の時間を示し、縦軸は血流の信号強度を示す。例えば、ＨＩＦＵ治療開始５１４の前後において、信号強度５１１が信号しきい値範囲５１０の上限から下限を下回るまで低下した場合、ターゲットの血流が損失されたこと、つまり血管が熱変性により狭窄されたことを意味するから、治療完了と判別される。そして、図８（ｃ）のような血流の信号強度の変化が計測された領域を治療済のＡ領域とする。一方、図８（ｄ）に示すように、信号強度５１２が最終的に、信号しきい値範囲５１０の上限と下限の間にとどまった場合、血管が熱変性により一時的に狭窄された後、再び血流が流れ出しているから、治療済又は未治療のどちらにも判断ができない。そこで、図８（ｄ）のような血流の信号強度の変化が計測された領域を不確定領域のＢ領域と判別する。さらに、ＨＩＦＵ治療が開始されても信号強度５１３が信号しきい値範囲５１０の上限を上回ったまま変化しない場合は、血管が狭窄されていない状態であるから、治療が行われていない未治療領域のＣ領域であると判別する。この判別結果を、ＭＲＩ画像化すると、図８（ｂ）に示すようなＡ、Ｂ、Ｃ領域に分別された画像になる。これらのＭＲＩパーフュージョン計測及びＭＲＩパーフュージョン解析は、パーソナルコンピュータ２５に格納されたプログラムにより実行される。

（Ｓ１１４：温度計測による治療効果の解析）
ＭＲＩパーフュージョン解析では、図８（ｂ）に示すように、治療済領域Ａ、不確定領域Ｂ、未治療領域Ｃの３領域に判別でき、治療済領域Ａと未治療領域Ｃは、確定することができるが、不確定領域Ｂについてはパーフュージョン解析では確定できない。そこで、本実施形態では、不確定領域Ｂについて、ＭＲＩ温度計測データを用いて治療効果の解析を行う。図９に、本実施形態の温度計測による治療効果を解析する方法を説明する。不確定領域Ｂに対して、温度計測データにより治療効果確認を行うことができ、さらに不確定領域Ｂを図９（ａ）に示すように、治療領域Ｂ１と未治療領域Ｂ２に分別できる。

すなわち、ターゲットの生体組織のＭＲＩ温度計測値が予め設定された温度しきい値６１１以上に加熱された領域については治療済領域と判別することができ、そうでない領域については未治療領域Ｂ２と判別することができる。ここで、ＭＲＩ温度計測には、周知の技術が適用できるが、例えば特許文献１に記載のプロトンの位相シフトにより、ターゲットの全画素及び全ボクセルに対応する生体組織の温度及びその径時変化を求める。そして、ＨＩＦＵ治療開始後に病変部が加熱により変性される生体組織のＭＲＩ温度計測値が、予め設定される温度しきい値６１１以上に達したか否かを判断する（Ｓ１１５）。この判断で、画素に対応する領域の温度が温度しきい値以上であれば治療済領域Ｂ１に判別し（Ｓ１１７）、温度しきい値以下であれば未治療領域Ｂ２に判別する（Ｓ１１６）。この未治療領域Ｂ２は未治療領域Ｃとともに、再治療を要する残治療領域に設定される（Ｓ１１８）。すなわち、最終的に、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、１つのターゲットについて、治療済領域７０２と未治療領域７０４に判別される。そして、未治療領域７０４は残治療領域に設定され（Ｓ１１９）、その残治療領域については最初のステップＳ１０１に戻って、治療計画の策定から再度ＨＩＦＵ治療が実施される。

以上説明したように、本実施形態によれば、治療超音波が照射された治療部位の組織は熱により変性され、治療が十分に行われた部位は、体液（例えば、血液、リンパ液など）の流路が狭窄されることから体液の流速が大きく低下する。これに対して、治療が行われていない部位は、体液の流路が狭窄されていないから体液の流速がほとんど変化しない。したがって、ＭＲＩ装置により計測された治療部位のＭＲＩパーフュージョン計測データに基づいて、治療対象領域を含む部位の体液の流速を計測することにより、高精度及び高分解能で治療済領域と未治療領域の判別を自動的に行うことができる。

ところで、治療部位の熱変性の程度によって、体液の流路が一次的に狭窄されて流速が低下しても、時間の経過につれて体液の流路の狭窄が回復して体液が流れることがあり、このような領域については治療済領域と未治療領域の判別精度が低下する。そこで、体液の流速の径時変化によっては治療効果を確定できない不確定領域について、同領域の各部の温度が予め設定された温度しきい値以上に達した領域については治療済領域とし、そうでない領域については未治療領域と判別するようにしたのである。すなわち、治療効果の判定の解析を多重化することにより、高精度及び高分解能で治療済領域と未治療領域の判別を自動的に行うようにしたのである。その結果、治療対象領域の生体組織のみを十分に温熱治療を可能にするとともに、正常組織への侵襲性を最大限に低減することができる。

特に、本実施形態の超音波治療支援システムによれば、治療効果の判定を、ＭＲＩパーフュージョン計測により得られる血流速度を解析する第１の解析に加えて、第１の解析により判別された不確定領域についてＭＲＩ温度計測により得られる温度に基づく第２の解析を行うことから、言い換えれば解析を多重化したことから、高精度及び高分解能で治療済領域と未治療領域の判別を自動的に行うことができる。なお、ＭＲＩ温度計測の解析データのみによる治療効果の判別を行わない理由は、温度分解能が低く、画像化した場合の表示温度にバラツキあるためである。したがって、本実施形態のように、血流パーフュージョン解析とＭＲＩ温度計測解析からなる２重の解析を行うことにより、治療効果判別の精度を向上させることができる。

また、ＭＲＩパーフュージョン計測部２５ｂとＭＲＩ温度計測部２５ｃは、治療超音波の照射前後に交互にかつ連続して実行され、体液の流速と温度を時系列に計測する。これにより、治療により生ずる体液の流速変化及び生体組織の温度変化を計測することができ、治療効果の判別に効果的である。

また、ＨＩＦＵコントローラ１１０の超音波治療制御部である治療計画策定部１１７は、治療効果判別部２５ｄにより未治療領域と判別された領域を残治療対象領域として設定し、その残治療領域の治療計画を再度策定するように構成することができる。

図１１に、本実施形態のＭＲＩパーフュージョンデータを取得するＭＲＩパーフュージョン計測シーケンスの一例を示す。このシーケンスは、一般的に脳造影パーフュージョンで行われており、その多くはＦＳＥシーケンス（ファストスピンエコー法）を用いている。ＦＳＥ法は、Ｔ２値が信号強度に最も影響される。Ｔ２値だけで考えると脳脊髄液をはじめとする液体成分が、軟骨、粘液基質が高く、特に脳脊髄液が最も純水に近く高信号を示す特徴がある。一方、ＥＰＩ（エコープラナー法）シーケンスを用いた高速撮像の適用もあり、血管中のＧｄが血管外（脳実質）の局所磁場を乱し、脳実質のプロトンがディフェイズしてＴ２^＊強調効果を得るものである。パーフュージョンの原理は、下記の非特許文献２に詳しく書かれているので省略する。図１１は、スピンエコータイプのＥＰＩシーケンスを示しており、ＲＦパルス１２０２、１２０４の繰り返し時間ＴＲ１２０１において、スライス選択傾斜磁場１２０５と１８０度反転パルス１２０３とスライス選択傾斜磁場１２０６を印加後に、位相エンコードパルス１２１０とブリップエンコードパルス１２１１〜１２１４の印加の間に、読み取り傾斜磁場１２２０〜１２２５を印加してエコー信号を取得する。最終的に直交３軸に対してクラッシャーパルス１２０７、１２１５、１２２６を印加して計測を繰り返す。このＭＲＩパーフュージョン計測シーケンスを実行して得られた信号は、リアルタイムに解析され、ＭＲＩパーフュージョン情報１２３０としてＧＵＩ２９に表示される。すなわち、図８の解析に従い、Ａ、Ｂ、Ｃ領域の分類１２３６に従って分別され、治療対象領域１２３１について解析されたＡ領域１２３３、Ｂ領域１２３５、Ｃ領域１２３２がＭＲＩ画像上に重畳表示される。
（非特許文献２） 沖津 他、オープンＭＲＩにおける脳造影パーフュージョンイメージング技術の開発、ＭＥＤＩＸ ＶＯＬ.４２ ｐｐ４８−５０

図１２に、本実施形態の温度計測データを取得するＭＲＩ温度計測シーケンスを示す。このシーケンスは、一般的にグラディエントシーケンスで実施されている。温度計測の原理は、特許文献１又は特許文献２（特開２０００−３００５３６号公報）に記載されているので省略する。基本的なパルスシーケンスの構成は、図示のようにＲＦパルス１３０２、１３０３の繰り返し時間ＴＲ１３０１において、スライス選択傾斜磁場１３０４と位相エンコードパルス１３０６を印加し、読み取り傾斜磁場１３０８、１３０９を印加してエコー信号を取得する。最終的に直交３軸に対してクラッシャーパルス１３０５、１３０７、１３１０を印加して、計測を最初から繰り返す。ＭＲＩ温度計測で得られた信号は、リアルタイムに解析され、ＭＲＩ温度計測情報１３１１としてＧＵＩ２９のモニタに表示される。モニタ上には、予め設定された温度区分１１３６に従って温度分布が表示される。図示例では、治療対象領域１３１２に、３５〜４０℃の分布領域１１３２、４０〜５０℃の分布領域１３１３、５０〜６０℃の分布領域１１３４、６０℃を越える分布領域１１３５が重畳表示され、術者に対して一目で温度分布が分かるような仕組みになっている。

図１３に、本実施形態の超音波治療、ＭＲＩパーフュージョン計測及びＭＲＩ温度計測とＭＲＩデータの処理の時系列を示す。時間経過に伴い、腫瘍１４２１に対する超音波治療１４０２〜１４０７と、ＭＲＩパーフュージョン計測１４０８〜１４１３と、ＭＲＩ温度計測１４１４〜１４１８を順番に連続して行う。その過程でＭＲＩパーフュージョン計測データはＭＲＩ画像１４１９とＭＲＩ温度計測データはＭＲＩ画像１４２０に画像化され、かつデータ解析されて、図８又は図９で説明したようにグラフ化される。そして、前述したように、治療済領域１４５４及び未治療領域１４５２、１４５３が解析結果として表示される。この解析結果１４６４は、ＭＲＩ画像１４６２に重畳表示され、治療対象領域１４６３との比較が一目で分かるようになっている。

図１４に、ＭＲＩパーフュージョン計測及びＭＲＩ温度計測を同時に実行して、それらの計測データを同時に取得する他の実施形態を説明する。本実施形態のパルスシーケンスは、図１１のＭＲＩパーフュージョン計測シーケンスと図１２のＭＲＩ温度計測シーケンスを組合せ、一度に両方のデータを取得する効率的な方法である。図に示すように、ＲＦパルス１５０２、１５０４の繰り返し時間ＴＲ１５０１の間に、スライス選択傾斜磁場１５０５と位相エンコードパルス１５０８を印加し、読み取り傾斜磁場１５１６、１５１７を印加して温度計測用のエコー信号を取得する。Ｇｐ、Ｇｒに対してリワインドパルス１５０９、１５１８を印加する。次に、１８０度反転パルス１５０３とスライス選択傾斜磁場１５０６の印加後に、位相エンコードパルス１５１０とブリップエンコードパルス１５１１〜１５１４を印加する。ブリップエンコードパルス１５１１〜１５１４の印加の間に読み取り傾斜磁場１５１９〜１５２４を印加して、パーフュージョン計測のエコー信号を取得する。最終的に直交３軸に対してクラッシャーパルス１５０７、１５１５、１５２５を印加して計測を繰り返す。ＭＲＩパーフュージョン計測とＭＲＩ温度計測で得られた信号は、それぞれリアルタイムに解析され、ＭＲＩ温度計測情報１３１１、ＭＲＩパーフュージョン１２３０としてＧＵＩ２９のモニタに表示される。図１５に、図１４のＭＲＩパーフュージョン計測及びＭＲＩ温度計測を同時に実行するシーケンスと、超音波治療を行うタイミングを示す。

図１６に、超音波装置１とＭＲＩ装置２とで交互に撮像したときの断層画像の一例を示す。患者５０に対して術者又はマニピュレータが超音波探触子１４を当てて治療部位を含む超音波断層画像１３６を撮像すると、超音波断層画像１３６が超音波モニタ１２と術者用モニタ３に表示される。つまり、パーソナルコンピュータ２５が超音波断層画像１３６に対応するＭＲ断層画像をボリューム画像データから切り出し、前述したように術者用モニタ３にＭＲ断層画像１３７を表示する。そして、治療部位に応じて術者又はマニピュレータ５１が超音波探触子１４ａを移動させると、これに追従して超音波断層画像１３６及びＭＲ断層画像１３７が追従して超音波モニタ１２及び術者用モニタ３の表示画像が変わる。また、図示していないが、ＧＵＩ２９のモニタにも同じ画像が表示される。つまり、超音波プローブ１３には位置を検出するためのポインタ１６が取り付けられているから、位置検出デバイス４によって超音波プローブ１３の位置及び向きを検出して、集束位置１３２の位置に追従して超音波プローブ１３の位置決めをする。

このようにして、図１６に示すように、超音波探触子１４による超音波断層画像１３６と、同一位置のＭＲ断層画像１３７を得ることが可能になり、それぞれ交互に撮像を行って画像情報を取得することが可能となる。ＭＲＩ装置２の高速撮像シーケンスの応用のひとつとして、フルオロスコピー（透視撮像）と呼ばれるリアルタイム動態画像化法が臨床応用されつつある。フルオロスコピーでは、１秒以下程度の周期で撮像と画像再構成を繰り返すことにより、あたかもＸ線透視撮像のように体内組織の動態抽出や体内に外部から挿入した器具の位置把握に用いることができる動態画像を生成・表示することができる。この応用は三次元高速撮像にも応用されている。

図１７に、超音波治療前のシミュレーション時のＧＵＩ２９のモニタの表示画像例を示す。ＭＲＩの３Ｄ撮像ボタン９０１を押下することで、Ａｘｉａｌ断面画像９１０、Ｓａｇｉｔｔａｌ断面画像９１１、Ｃｏｒｏｎａｌ断面画像９１２、Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ画像９１３が再構成される。治療対象領域描出ボタン９０２を押下することでマウス等のツールにて（又は自動的に）セグメンテーションが行われる（９１４）。ボリューム情報及びセグメンテーション情報は治療計画情報画面９２０にも表示される。また、治療計画情報画面９２０は別視点又は角度から閲覧することもできる。また、治療対象領域（腫瘍領域）９２１、それらを含むマージン領域９２４を設定する。ここで、治療パラメータ入力ボタン９０３を押下することで、それぞれの領域に対する治療パラメータを入力して超音波パワーを設定することができる。実際の治療時には治療の経過を表示することができ、情報画面９２５に治療経過・生体情報の他にログとして腫瘍領域と治療領域の差も情報としてリアルタイム表示することができる。治療直前には、治療パラメータ入力ボタン９０３の他に、ＨＩＦＵ治療計画ボタン９０４を押下し、ターゲット９１４と治療超音波プローブ１５の模擬画像９１５を表示することで、照射経路９１６がＧＵＩ２９のモニタ上に描写される。ここで、治療パラメータ９０３に応じて模擬画像９１５及び照射経路９１６の補正が行われ、結果がＧＵＩ２９のモニタ上に表示され、その結果はメモリ上に記録される。その他、禁忌情報９０５（例：不整脈、人工心臓等の患者固有情報）を入力した後、治療開始となる。治療開始ボタン９０６を押下することで、治療に必要な機器やナビゲーション等の治療支援機能が連動して動作する。

図１８に、超音波治療中のＧＵＩ２９のモニタ上の表示例を示す。治療計画に基づき必要に応じて照射経路を作成又は補正しながら治療を実施する。治療は、生体情報ボタン１００２、ナビゲーション画像ボタン１００３を用いて画像誘導を行う。生体情報１０２５には、患者情報や治療装置等の情報詳細が表示される。超音波画像には治療前の画像１０１１、治療中（リアルタイム）の画像１０１３、治療後（リアルタイム）の画像１０１７がそれぞれ表示され、深度や周波数等の各種パラメータだけでなく治療前の治療対象領域１０１２から治療中の情報と治療前後の情報１０１７が分かるようになっている。この治療対象領域１０１２のマージン領域は予め算出したマージン率によって表示されている。ここで、治療直前にＡＲＦＩ（治療予定領域抽出）ボタン１００４を押下することで超音波経路１０１４、ターゲット領域１０１５が事前に描出される。ターゲット領域１０１５の周辺部への波及効果（周辺組織へ影響を与える可能性がある領域）情報１０１６も表示することもできる。これは、生体に間接的に影響する範囲を描写したものであり、正常組織に極力かからないように注意喚起を意味するものである。また、領域情報ボタン１００５を押下することで、治療後（リアルタイム）画像１０１７に各種警告情報を表示することもできる。例えば、既に治療した領域１０１８を重畳表示し、予定している治療対象領域を越えている場合や、患者に異常が生じた場合には警告を発する機能を自動的にＯＮ／ＯＦＦする機能を有する警告情報ボタン１００６が設けられている。

一方、直交３軸断面のナビゲーション画像１０３１〜１０３３が表示されており、超音波プローブ１０３５の位置をＭＲＩ画像上に重畳表示することもでき、さらに術具に応じた治療対象領域（マージン含む）１０３６も表示することができる。ナビゲーション画像は、画像誘導用と治療用の画像を変更することもできる。また、マージンを含む治療対象領域１０３７も直交３軸断面のナビゲーション画像１０３１〜１０３３に重畳表示することができ、実空間と画像情報を用いて治療をすることなる。治療パラメータは適宜変更することができ、設定状況は一覧表示することも可能である。治療開始ボタン１００７に連動して画像情報１００８、ログ１００９、ＭＲＩ／ＵＳ連動ボタン１０１０がＯＮとなるが、必要に応じて手動でＯＮ／ＯＦＦすることもできる。この機能により、治療前情報と治療中およびその差分情報（治療経過情報、残治療領域等）が画像情報として表示される。また、ログ情報は、過去に行った治療経過内容を見直すために使用されることとなる。また、治療開始ボタン１００７にＭＲＩ／ＵＳ連動ボタン１０１０を連動させることにより、ＭＲＩパーフュージョンや温度計測データを適宜連続して取得することができる。ＭＲＩ撮像が不要な場合には、超音波Ｂ画像にて治療様子をモニタリングすることもできる。

その他、直交３軸断面のナビゲーション画像１０３１〜１０３３上には、治療経過画像が表示されており、ナビゲーション画像上における治療対象領域、警告領域に対して、治療済み域及び未治療領域が重畳表示されているほか、直前の治療対象領域が重畳表示されている。ＨＩＦＵ治療計画９０４の付加機能として、未治療領域に対する治療の経路を算出する機能もあり、未治療領域へのアプローチ経路１０３８を自動的に算出することもできる。また、ＭＲＩガントリ内部で治療を行う場合には、ＩＳＣボタン１００１を押下することで超音波断層画像と同一断面をＭＲＩ装置にて撮像することができ、別画面に表示することもできる。ＭＲＩ画像上には治療対象領域、マージン領域、ＡＲＦＩによる治療予定領域が同じように表示され、組織コントラストの異なる画像が表示される。また、長所としては、身体の深部まで画像化できることが挙げられる。これより、術者は直前の治療画像を目視して術具の移動と追加治療を行うことができる。治療前後の情報は超音波画像１０１７、直交３軸断面のナビゲーション画像１０３１〜１０３３及びボリュームレンダリング画像１０３４、ＭＲＩ画像の他に、治療情報１０２５として表示することもできる。

図１９に、治療後のＭＲＩ画像及び未治療領域をＧＵＩ２９のモニタに表示する表示例を示す。初期画面として、Ａｘｉａｌ画像１１１９に治療対象領域１１１２に対するＨＩＦＵ照射のターゲット領域１１１５が重畳表示されている。この詳細画面は、ＨＩＦＵ照射領域の表示画像１１１１に治療対象領域１１１２に対するターゲット領域１１１３〜１１１７がそれぞれ表示される。そして、スライドバー１１１８でスライス断面を変えることにより、ターゲット領域１１１３〜１１１７も連動してそれぞれ位置・領域が変更する。

また、ＭＲＩパーフュージョンボタン１１０１を押下することで、ＭＲＩパーフュージョン画面１１２１に、解析結果が表示され、パーフュージョン画像解析ボタン１１０３を押下することで、パーフュージョン計測データ１１２７が表示される。そして、図８で説明した解析に従い、Ａ、Ｂ、Ｃ領域１１２６に分別され、治療対象領域１１１２におけるＡ領域１１２２、Ｂ領域１１２５、Ｃ領域１１２３がＭＲＩ画像上に重畳表示される。表示された領域内の任意の点をマウス等にて指定１１２４すると、パーフュージョンデータ１１２７にその点における時系列詳細データが表示される。解析データはＨＩＦＵ治療開始からの血流を含む信号強度変化であり、指定場所１１２４のデータ１１２９がしきい値範囲１１２８にあるかどうか一目で分かるようになっている。

一方、ＭＲＩ温度計測ボタン１１０２を押下することで、ＭＲＩ温度計測画面１１３０に、解析結果が表示される。温度計測画像解析ボタン１１０４を押下することで、温度計測データ１１３７が表示される。図１２に示したように、ＭＲＩ温度計測情報１３１１としてＧＵＩ２９のモニタに表示される。モニタ上には、予め設定された温度区分１１３６に従って温度分布が表示される。図示例では、治療対象領域１３１２に、３５〜４０℃の分布領域１１３２、４０〜５０℃の分布領域１１３３、５０〜６０℃の分布領域１１３４、６０℃を越える分布領域１１３５が重畳表示され、術者に対して一目で温度分布が分かるよう仕組みになっている。

また、ＭＲＩ温度計測データの表示領域１１３７には、治療開始からの測定データ１１３８が温度しきい値１１３９を越えた場合、その領域は治療済領域と判別され、Ｂ１領域６０３として画像上に重畳表示される。次に、治療済／残治療領域描出ボタン１１０５を押下すると、解析結果から治療済領域１１４２と未治療領域１１１２、１１４１が治療領域（解析結果）画面１１４０に表示される。術者はこれらの情報を元に追加治療を行うかどうか判断し、必要に応じて追加治療ボタン１１０７を押下する。これにより、Ａｘｉａｌ画像１１４３上に残治療領域１１４４、治療超音波プローブ１５の模擬画像１１４７、照射経路１１４６、及び模擬画像１１４７に対応する仮想のターゲット領域１１４５が表示され、再治療計画実施後に再治療が開始される。ここでも、治療パラメータに応じて治療超音波プローブ１５の照射経路１１４６の補正が行われ、結果がＧＵＩ２９のモニタ上に表示され、問題なければ追加治療開始となる。仮に、残治療領域が存在してもさまざまな条件を考慮して追加治療を実施しない場合には、終了ボタン１１０８を押下して治療終了となる。

１…超音波装置、２…ＭＲＩ装置、３、３ａ、３ｂ…術者モニタ、４…位置検出デバイス、１１…超音波装置本体部、１２…超音波モニタ、１３…超音波プローブ、１４…超音波探触子、１５…治療超音波プローブ、１６…ポインタ、２５…パーソナルコンピュータ、２５ａ…ＭＲＩ画像構成部、２５ｂ…ＭＲＩパーフュージョン計測部、２５ｃ…ＭＲＩ温度計測部、２５ｄ…治療効果判別部、４２…基準ツール、２６…ＭＲＩ制御部、２７…映像記録装置、２９…ＧＵＩ、５０…患者、１１０…ＨＩＦＵコントローラ、１１１…超音波送受信部、１１２…超音波画像構成部、１１３…超音波制御部、１１４…コントロールパネル、１１７…治療計画策定部、１１８…治療超音波パワー設定部、１１９…治療超音波パワー制御部

Claims (4)

1. 超音波治療装置と磁気共鳴撮像（以下、ＭＲＩという。）装置と表示装置と入力装置とを備え、
   前記超音波治療装置は、患者の治療対象領域に治療超音波を照射する治療用超音波プローブと、前記入力装置により設定される治療対象領域に複数の治療超音波集束部位を割り付けて治療計画を策定し、前記治療計画の前記各治療超音波集束部位に前記治療超音波の焦点及び前記治療超音波のパラメータを制御して前記治療用超音波プローブを駆動する超音波治療制御部とを備え、
   前記ＭＲＩ装置は、前記患者の前記治療対象領域を含む部位を撮像してＭＲＩデータを取得してＭＲＩ画像を構成して前記表示装置に表示する画像構成部と、前記治療対象領域を含む部位の体液の流速を計測するＭＲＩパーフュージョン計測部と、前記患者の前記治療対象領域を含む部位の温度を計測するＭＲＩ温度計測部と、前記治療対象領域の治療済領域と未治療領域を判別する治療効果判別部とを備え、
   前記治療効果判別部は、前記治療超音波の照射前後にわたって前記治療超音波集束部位とその周辺部位の前記体液の流速を解析する前記ＭＲＩパーフュージョン計測部から出力される前記体液の流速を取り込み、前記治療超音波の照射後の前記体液の流速が設定範囲の下限よりも継続して低下している領域を治療済領域と判別し、前記体液の流速が前記設定範囲の上限よりも継続して高い領域を未治療領域と判別し、前記体液の流速の変化パターンが前記治療済領域と前記未治療領域に属しない不確定領域とに分ける第１解析部と、該第１解析部により分けられた前記不確定領域について、前記治療超音波の照射前後にわたって前記治療超音波集束部位とその周辺部位の前記温度を解析し、前記不確定領域の各部の温度が予め設定された温度しきい値以上に達した領域を前記治療済領域と判別し、前記温度しきい値に達しない領域を前記未治療領域と判別する第２解析部とを有し、該判別結果に基づいて前記治療済領域と前記未治療領域を前記表示装置に画像表示することを特徴とする超音波治療支援システム。
2. 前記入力装置は、前記表示装置に表示された前記ＭＲＩ画像に前記治療対象領域を設定するとともに、前記治療対象領域の辺縁部にマージン領域を設定し、
   前記超音波治療制御部は、前記ＭＲＩ画像に設定される前記治療対象領域に対して、前記マージン領域を含む領域に複数の前記治療超音波集束部位を計画する治療計画策定部と、前記治療超音波集束部位に照射する前記治療超音波のパラメータを設定する治療超音波パワー設定部とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の超音波治療支援システム。
3. 前記ＭＲＩパーフュージョン計測部と前記ＭＲＩ温度計測部は、前記治療超音波の照射前後に交互にかつ連続に実行され、前記体液の流速と前記温度が時系列に計測されることを特徴とする請求項１に記載の超音波治療支援システム。
4. 前記超音波治療制御部は、前記治療判別部により前記未治療領域と判別された領域を残治療対象領域として設定し、該残治療対象領域の治療計画を再度策定することを特徴とする請求項１に記載の超音波治療支援システム。

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