JPH06189954A - 非破壊形式の即ち非侵食形式の測定装置および生体の治療装置 - Google Patents

非破壊形式の即ち非侵食形式の測定装置および生体の治療装置

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JPH06189954A
JPH06189954A JP5221819A JP22181993A JPH06189954A JP H06189954 A JPH06189954 A JP H06189954A JP 5221819 A JP5221819 A JP 5221819A JP 22181993 A JP22181993 A JP 22181993A JP H06189954 A JPH06189954 A JP H06189954A
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Helmut Reichenberger
ライヒェンベルガー ヘルムート
Guenter Temme
テメ ギュンター
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Siemens AG
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 例えば生体の内部の温度変化を非破壊的に即
ち非侵食的に測定する装置および、この装置を用いた生
体の治療装置を提供する。 【構成】 測定装置による測定は、次の構成にもとづ
く。即ち超音波像の形成中に、検査されるべき領域の音
響インピーダンスの変化から、検査されるべき領域の温
度変化を求める。さらに、加熱用ビームによる生体の治
療装置に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つの互いに相続く時
点に物体の内部に現われる温度変化を非破壊形式でない
し非侵食形式で測定する装置およびこの装置を用いた、
生体の身体の少なくとも１つの内側領域を加熱するビー
ムにより生体を治療する装置に関する。
【０００２】
【従来技術】技術分野において、物体の内部における、
加熱に起因する温度上昇を非破壊的に、即ちその都度の
要請に適合化される温度測定ゾンデを、検査されるべき
領域の中へ取り付けることなく、測定可能にする要請
が、種々の状況の中で生じている。この目的で通常は、
検査されるべき物体−これに対して温度測定ゾンデを設
ける−を例えば孔等を設けることが必要とされる。医療
においても似たような問題が生じている、何故ならばこ
の場合は、生きている対象の即ち患者の身体の内部で、
侵食性の手段を講ずることなく例えば温度測定ゾンデを
取り付けることなく、生じている温度を測定可能にする
ことが重要であることが多い。特に重要なことは、高い
強度の加熱用ビームたとえばマイクロ波または収束され
た超音波を治療目的と結びつけて用いることである。こ
の場合は、しゅよう組織がまたは他の病気の組織領域
が、加熱された組織を死滅させる目的で、所期のように
加熱される。
【０００３】
【発明の解決すべき課題】本発明の課題は、例えば生体
の内部の温度変化を非破壊的に即ち非侵食的に測定する
装置および、この装置を用いた生体の治療装置を提供す
ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明により
次のようにして解決されている、即ち、 ａ） 少なくとも１つの音響パルスを含む音響波形を、
物体の中へ、この音響波形が検査されるべき領域へ当た
る様に照射させる手段を備え、 ｂ） 該検査されるべき領域における音響波形の反射に
より生ずるエコー信号を受信して記憶するための手段を
備え、 ｃ） 前記の照射手段が音響波形を第１の時点において
物体の中へ照射し、受信手段が、第１の時点に照射され
た音響波形の、検査されるべき領域における反射により
生ずるエコー信号を受信して記憶し、 ｄ） 照射手段が第２の時点において、第１の時点に照
射された音響波形と同一の音響波形を同一の方法で物体
中へ照射し、さらに受信手段が第２の時点照射された音
響波形の検査されるべき領域において生ずるエコー信号
を受信し、 ｅ） 比較手段が設けられており、該比較手段は、第１
の時点に所属するエコー信号と第２の時点に所属するエ
コー信号とを、例えば差形成により互いに比較し、さら
に ｆ） 評価手段が設けられており、該評価手段は、比較
手段を用いて求められた結果に、第１の時点と第２の時
点との間に現われる、検査されるべき領域の温度変化を
配属させるように構成したのである。
【０００５】本発明は、実質的に全部の物質が、温度に
依存する音響インピーダンスを有するという状態を利用
する。音響インピーダンスは、各物質の密度とこの物質
中に存在する音速との積に相応する。人間の組織の場合
は、この当該の温度範囲は約３５°〜５０℃であり、音
速は約０．０８％／℃で増加し、密度は約０．０４％／
℃で減少する。その結果、音響インピーダンスの変化は
０．０４％／℃となる。即ち検査されるべき領域の音響
インピーダンスから、温度に関する相応のデータを求め
ることができる。“データ”とは、温度に依存するデー
タが、必ずディジタル形式のデータで設けられるという
ことではない。アナログ信号も対象とされる。互いに相
続く時点に所属する、温度に関するデータを用いて、時
点の間に、検査されるべき領域の中で生ずる温度変化が
求められる、即ち温度変化の例えば温度上昇の発生が検
出できる。
【０００６】対象の内部に存在する音響インピーダンス
の非破壊形式の即ち非侵食形式の測定法は、非破壊形式
での工作物検査からおよび医療による超音波像形成から
それ自体は公知である。そのため本発明による改善によ
り、次のように構成されている。即ちその都度に音響波
形の照射および、相応のエコー信号の受信が次のように
行なわれる、即ち検査されるべき領域の超音波像を発生
し、さらに第１の時点と第２の時点との間に生ずる温度
変化の測定の目的で、これらの時点に所属する超音波像
を形成し、この超音波像から、検査されるべき領域のた
めに温度変化を求める。これによる利点は、超音波像の
中に、検査されるべき領域の一義的な識別が可能とな
り、その結果、測定上の高い局所解像度が得られること
である。さらに差形成を、超音波像に対して全体にわた
り実施する必要のないことである。差形成を、検査され
るべき領域（いわゆる注目対象領域，ｒｅｇｉｏｎ ｏ
ｆｉｎｔｅｒｅｓｔ，概してＲＯＩ）に対して実施すれ
ば十分である。本発明の実施例による超音波像として、
その都度に超音波部分像が例えば超音波Ｂ像が形成され
る。 ２つの互いに相続く時点の間に生ずる、例えば生
体の内部における加熱されるべき領域の温度変化の位置
特定の目的で、本発明の実施例によれば、次のステップ
で行なわれる。即ち： ａ）第１の時点において、２つの互いに相続く時点に生
体の内部における加熱されるべき領域現われる温度変化
の場所を求める位置検出法において、次のステップを設
け、即ち ａ） 第１の時点において、少なくとも１つの音響パル
スを含む音響波形を、物体の中へ、この音響波形が検査
されるべき領域へ当たる様に照射させ、該検査されるべ
き領域は、加熱されるべき領域を少なくとも部分的に含
み、 ｂ） 該検査されるべき領域における音響波形の反射に
より生ずるエコー信号を受信して記憶し、 ｃ） 前記の照射手段が音響波形を第１の時点において
物体の中へ照射し、受信手段が、第１の時点に照射され
た音響波形の、検査されるべき領域における反射により
生ずるエコー信号を受信して記憶し、 ｄ） 照射手段が第２の時点において、第１の時点に照
射された音響波形と同一の音響波形を同一の方法で物体
中へ照射し、さらに受信手段が第２の時点照射された音
響波形の検査されるべき領域において生ずるエコー信号
を受信し、 ｅ） 第１の時点に所属するエコー信号と第２の時点に
所属するエコー信号とを、例えば差形成により互いに比
較し、さらに ｆ） 比較手段により求められた結果を用いて、第１の
時点と第２の時点との間に、検査されるべき領域の温度
変化が生じたか否かを検出し、生じた時は、この変化
が、検査されるべき領域の内側にある、加熱されるべき
領域の部分の内側にあるか否かを、検出するのである。
【０００７】加熱が実際に、加熱されるべき領域の内部
で行なわれたか否かを検出することができる。このこと
は例えば医療に適用される場合に重要である。何故なら
ば加熱されるべき領域の外側の加熱により、健康な組織
を傷つけるおそれがあるからである。音響波形の照射お
よび受信は本発明の実施例により、第１のおよび第２の
時点に所属する超音波像を形成し、さらに差像を形成す
るように、行なわれる。この差像から、温度変化の場所
が求められる。
【０００８】このようにして、基準時点に超音波像を作
成することにより、互いに相続く時点の間に現われる温
度変化の測定が高い精度で可能となる。所定の場合は例
えば差像の形成のために必要とされる時間が、超音波像
の形成のために必要とされる時間よりも長くて、検査さ
れるべき領域の連続的な観察が超音波結像装置を用いて
所望される時は、もう１つの像メモリを時間的に後続す
る超音波像のために設けると好適である。
【０００９】本発明の実施例により超音波結像装置が部
分像を例えば超音波Ｂ像を形成する時は、有利に超音波
結像装置として市販の診断用超音波装置を、評価手段、
必要に応じて像メモリ、ならびに減算器を設けるように
修正するだけである。
【００１０】２つの互いに続く時点の間に生ずる、例え
ば生体の内部における加熱されるべき領域の温度変化の
位置検出を可能にする装置は下記の構成部品を有する：
即ちａ）超音波像を表示するための表示手段を備えた超
音波結像装置と、ｂ）超音波結像装置を用いて形成され
た超音波像のための像メモリと、ｃ）記憶された超音波
像を、時間的に後続する超音波像から減算する減算器
と、ｄ）このようにして得られた差像を用いて、超音波
像形成の時点の間に現われた温度変化を求める評価手段
を有する。
【００１１】本発明の実施例によれば、超音波像におけ
る加熱されるべき領域をマーキングするマーキング手段
が設けられており、評価手段は、求められた温度変化の
場所が、加熱されるべき領域の内側に存在するか否かを
検出する。そのため温度変化の場所が超音波像の中で直
接検出される。例えば、加熱が実際に、加熱されるべき
領域の内側で行なわれたか否かが一義的に検出される。
さらにマーキング手段が設けられる。このマーキング手
段は、超音波像における、マーキングされた加熱される
べき領域を少なくとも部分的に含む、検査されるべき領
域をマーキングする。次に評価手段が、検査されるべき
領域の内側だけの温度変化を求める。このようにして、
温度変化をおよび温度変化の場所を求めるために必要と
される費用が著しく低減できる、何故ならば限定された
領域だけを考慮すればよいからである。
【００１２】生体の身体の少なくとも１つの内側領域を
加熱するビームによる生体の治療装置に関する課題は、
次のような装置により解決されている。即ちビーム源と
前述の形式の装置を有し、その超音波結像装置が、生体
の身体の、加熱されるべき、ビームの作用される領域を
少なくとも部分的に結像し、さらにその評価手段が時間
的に互いに相続く超音波像から超音波像形成の時点にそ
れぞれ所属する温度データを求める。このようにして、
検査されるべき領域に関する温度についてのデータの検
出と同時に、加熱されるべき領域の位置検出が超音波結
像装置を用いて公知のように有利に行なえる。何故なら
ば検査されるべき領域と加熱されるべき領域は少なくと
も部分的に同一だからである。
【００１３】本発明の実施例によればビーム源として焦
点において集束される超音波を発生する超音波源が設け
られる。この場合、超音波結像装置は特に超音波の焦点
も結像する。
【００１４】前述の構成にもとづいて評価装置が、温度
に関するデータを例えば相応の超音波像の形成の時点の
間に行なわれた温度変化の形式で求める。
【００１５】本発明の実施例によれば、温度に依存する
データを表わす、評価手段の出力信号が制御装置へ導び
かれ、該制御装置は、ビーム源から発生されるビームエ
ネルギーを次のように調整し、即ちまず最初に前もって
選定可能な温度上昇を行なわせ、続いて前もって選定可
能な時間間隔にわたり温度変化が生じないようにし、こ
の時間間隔の終りにビームの発生を阻止するように、前
記の調整を行なう。このようにして、治療されるべき生
体の安全性が保証される、何故ならば不所望の即ち不所
望に長く持続する加熱が回避されるからである。
【００１６】本発明の実施例によれば、少なくとも部分
的に、検査されるべき領域の内側に存在する、治療され
るべき領域をマーキングする手段が設けられており、さ
らに温度に関するデータを表わす、評価手段の出力信号
が制御装置へ導びかれており、該制御装置は、検査され
るべき領域の治療されるべき領域の外側に関するデータ
を閾値と比較し、この閾値を上回わると、加熱用光線の
送出を阻止する。この様にして、閾値の適切な選択の下
で、治療されるべき領域の外側での加熱が早期に検出可
能となりそのため損傷の回避されることが保証される。
この損傷は、２つの相続く超音波像の間で、加熱用ビー
ムがその都度に、初期値から始めて目標値へ連続的に上
昇する強さで照射される構成により、一層高い確実性を
もって回避される。何故ならばこうすると、治療される
べき領域の外側に生ずる加熱を、加熱用光線の強さが、
損傷を生ぜさせるのにまだ十分ではないうちに早期に検
出可能となるからである。
【００１７】本発明の実施例によれば、少なくとも部分
的に、検査されるべき領域の内側に存在する治療される
べき領域をマーキングするための手段が設けられてお
り、さらに温度に関するデータを表わす、評価手段の出
力信号が制御装置へ導びかれ、該制御装置は最初の超音
波像の形成後にその都度に、ビーム源を、評価手段によ
り検出される温度変化は現われるが、治療効果は現われ
ないくらいに低減される強さのビームを送出するために
制御し、さらに該制御装置は、第２の超音波像の形成後
に温度に関するデータを用いて、検出された温度差が、
治療されるべき領域の内側に存在するか外側に存在する
かを検査し、検出された温度上昇が、治療されるべき領
域の内側で検出された時は、さらに該制御装置はビーム
源を、治療効果のために十分な強さのビームを送出させ
るように制御する。この様にして、治療されるべき領域
の外側の損傷が実質的に回避される。何故ならば、強さ
が障害とならない信号を用いることにより前もって、治
療されるべき領域の内側の加熱が行なわれるか否かが、
検出されたからである。
【００１８】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【００１９】
【実施例】図１は全体で１で示された超音波結像装置を
有する。この装置はその構成において従来の超音波Ｂ像
装置に相応する、即ちこの機種の修正された通常の装置
が用いられる。そのため結像装置１は制御−および像形
成電子装置３と接続されている超音波セクターアダプタ
２を有する。この電子装置３は従来の様に、超音波Ｂセ
クタ像を形成する目的で、超音波セクターアダプタ２と
共働する。この像は表示手段上で即ちモニタ４に表示さ
れる。モニタも超音波装置１の構成部分である。
【００２０】制御−および像形成電子装置３へさらにマ
ーキング手段が即ちライトペン５が接続されている。マ
ーキング手段は、モニタ４の受像面に、検査されるべき
領域ＲＯＩをマーキングさせる。像形成電子装置３は、
ライトペン５でマーキングされた輪郭に相応するマーキ
ングＲＯＩを超音波像の中へ挿入する。
【００２１】形成された超音波像−挿入されたマーキン
グを含めて−に相応するデータがすなわち信号は、像メ
モリ１１へ導びかれる。像メモリの出力側は減算器１２
の入力側と接続されている。減算器１２は、像メモリ１
１の中に記憶されている超音波像と、この超音波像に時
間的に後続する超音波像から差の像を形成するために用
いられる。
【００２２】減算器１２の相応の出力信号は評価手段６
へ導びかれる。この評価手段として別個の電子計算装置
が用いられる。しかし必要に応じて、超音波結像装置１
の中に含まれている、適切にプログラム変換された即ち
修正された像計算器も用いることができる。評価手段６
は、超音波像発生の時点の間に生じ得る温度変化に起因
する、検査されるべき領域ＲＯＩの音響インピーダンス
の変化を求める。これらは、超音波像発生の時点の間に
発生した温度変化と関連する。相応の出力信号を、この
データを表示する表示装置８の評価手段が導びく。
【００２３】超音波像の像形成は最終的に次のことにも
とづく。即ち、検査されるべき対象の、超音波セクター
アダプタを用いて走査される種々異なる領域のために、
その都度のインピーダンスが求められて、種々異なる音
響インピーダンスが種々異なるグレー値すなわち色値で
表わされる。そのため温度変化に起因する音響インピー
ダンスの変化が前述のように検出できる。差像の形成は
著しく有利である、何故ならばこの差像において、音響
インピーダンスのわずかな変化さえも、したがって小さ
い温度変化が良好に検出可能となる。
【００２４】減算器１２へ導びかれる超音波像の発生の
時点の間に存在する時間間隔の長さを変化可能にする目
的で、制御−および像形成電子装置３へ接続される調整
器が設けられている。前述の時間間隔の長さは代表的に
は５０〜５００ｍｓである。従来の診断用超音波結像装
置よりも制限されている像領域が用いられる限り、前述
の時間間隔の長さは１０ｍｓのオーダで実現できる。
【００２５】この場合における様に超音波セクターアダ
プタを用いて図１に破線で示されている、検査されるべ
き生体の身体Ｂのセクタ状領域が、当該の器官を例えば
肝臓を超音波像として表示するように走査される場合
は、およびマーキングＲＯＩが超音波像において、肝臓
Ｌの像の検査されるべき領域内に存在するようにマーキ
ングを位置させる時は、評価手段６が肝臓Ｌのマーキン
グされた領域内の温度変化を求める。相応のデータは表
示装置６だけにではなく、データを領域９における超音
波像の中へ挿入する制御−および像形成電子装置３へも
導びかれる。
【００２６】評価装置６へ選択スイッチ７が接続されて
おり、この選択スイッチを用いて、種々異なる媒体が選
択可能となる。この媒体のために評価手段６において温
度に依存する音響インピーダンスに関するデータが記憶
されている。データは、前述の様に、音響インピーダン
スの変化を温度変化へ配属させる。図１に示された装置
が医療の目的だけに用いられる場合は、種々異なる組
織、たとえば肝臓組織、腎臓組織のためのデータが記憶
されている。非医療的な使用の場合は他の媒体の例えば
鋼鉄、アルミニウム等のデータが記憶される。
【００２７】通常は図１に示された装置の作動は次の様
に行なわれる。即ちまず最初に実時間超音波像が形成さ
れ超音波セクターアダプタが、検査されるべき対象に対
して、検査されるべき領域が超音波像の中に表示される
ように、位置定めされる。次にこの超音波像が「凍結さ
れる」、即ち像メモリ１１の中に記憶され、この記憶さ
れた像は連続的に像メモリ１１から読み出されてモニタ
４に表示される。続いて前述の様にライトペン５を用い
てマーキングＲＯＩが実施される。相応のデータが像メ
モリの中に記憶される。マーキングが行なわれた後に、
互いに相続く超音波像が形成される。これらの像はその
都度に調整器１３を用いて設定される時間間隔により互
いに分離されている。これらから評価手段６が前述の様
にその都度に、互いに相続く超音波像の間に現われる、
マーキングＲＯＩの内部に存在する領域の温度変化を求
める。評価手段６が十分に迅速に動作する場合は、検査
されるべき領域の温度変化を実時間で求めて表示するこ
ともできる。
【００２８】この装置の操作は、制御−および像形成電
子装置３へ接続されているキーボード状の操作部材１０
により行なわれる。
【００２９】通常は減算器１２が、像メモリ１１の中に
記憶されている超音波像を、調整器１３により設定され
た持続時間の経過後に存在する実際の超音波像から減算
する。所定の場合、例えば超音波結像装置１を用いて形
成された２つの相続く超音波像が、減算器１２が実際の
超音波像に相応するデータの即ち信号の処理のために必
要とする持続時間よりも短かい場合は、時間的に後続す
る像のためにも像メモリを設ける好適である。この像メ
モリは図２において破線で記入されており１４で示され
ている。この装置の動作は次の通りである。即ちまず最
初に超音波像が像メモリ１１の中に記憶され、調整器１
３により設定された持続時間の経過後に、この時の実際
の超音波像が像メモリ１４の中に記憶される。
【００３０】図１に示された装置は次のように作動され
る。即ちキーボード１０の相応の操作により温度変化を
求めて表示し、さらにキーボード１０の新たな操作によ
りはじめてこの過程が反復される。しかし図１の装置を
キーボード１０の相応の操作より、温度変化の検出の経
過が自動的に連続的に反復されるように作動させること
もできる。この場合は、先行して記憶された超音波像に
関するデータすなわち信号がもはや必要とされなくなる
と、直ちに新たな超音波像が像メモリ１１の中に記憶さ
れ、さらに調整器１３を用いて設定される持続時間の経
過後に新たに差像の形成が、相応の時間的に後続する超
音波像により行なわれる。
【００３１】別の作動形式においてキーボード１０の相
応の操作にもとづいて、ライトペン５を用いて付加的
に、処理されるべき領域ＲＯＴをマーキングすることが
できる。この領域は少なくとも部分的に、検査されるべ
き領域ＲＯＩの内部に存在すべきである。相応のデータ
は同じく超音波結像装置１の中に記憶される。装置の作
動中に温度変化が検出されると、評価手段６は相応の差
像を用いて温度変化の場所を検出する。さらに評価手段
は、温度変化の場所が加熱されるべき領域ＲＯＴの内部
にあるか、即ち検査されるべき領域ＲＯＩの内部に存在
するか否かを、検出する。相応のデータが領域９の中へ
挿入される。この場合、温度変化が加熱されるべき領域
ＲＯＴの外側にある時は、即ちこの領域の、検査される
べき領域ＲＯＩの内側にある時は、付加的に音響的また
は光学的警報信号が発生できる。さらに選択的に、キー
ボード１０の相応の操作により、モニタ４に表示された
超音波像における、検出された温度上昇の最大値が存在
する領域が、高められた輝度で表示される。即ち輝度変
調される。この作動形式は例えば、図１の装置が治療−
例えば治療すなわち温熱療法において患者の身体の内部
に存在する領域を所期のように加熱すべき−と共働して
用いられる時は重要である。
【００３２】図２に生体の身体の少なくとも内側領域を
加熱するビームによる生体の治療装置が示されている。
この装置は図１の装置に実質的に相応する温度測定装置
を含む。例えば生体の身体Ｂの中に存在するしゅようＴ
が温熱療法を実施する目的で、収束される超音波を用い
て加熱されるとする。この超音波は、全体を１５で示し
た処理ヘッドを用いて身体Ｂの中へ導びかれる。
【００３３】治療ヘッド１５は容器状のケーシング１６
を有する。このケーシングはその開口端においてフレキ
シブルな結合ダイヤフラム１７を用いて液密に閉鎖され
ており、さらに流体を超音波のための音響伝播媒体とし
て含む。超音波は、ケーシング１６の中に取り付けられ
ている例えば圧電式のフラットな超音波変換器１８を発
生する。この変換器に音響レンズ１９が、発生された超
音波を焦点Ｆへ集束するために前置接続されている。音
響レンズ１９を有するフラットな圧電超音波変換器１８
ではなく、焦束と超音波発生の形式に関して、異なる焦
束用超音波変換器を用いることができる。治療ヘッド１
５は中央の、ケーシング１６の低部、超音波変換器１８
および音響レンズ１９を通って延在する孔を有し、この
中に温度測定装置の超音波セクターアダプタ２が収容さ
れている。
【００３４】治療を実施する目的で治療ヘッド１５が図
２に示されている様にその結合ダイヤフラム１７により
生体の身体表面へ適合される。この場合、超音波セクタ
ーアダプタ２は良好な音響的結合の目的で身体表面へ接
触される。治療を実施する目的で治療ヘッド１５は生体
の身体Ｂに対して次のように位置合わせされる、即ち超
音波の焦点Ｆが図２に示されている様にしゅようの内側
に位置するように位置合わせされる。このことは後述の
ように制御される公知のモータ式操作機構２０を用いて
行なわれる。必要とされる周波数、振幅および波形を有
する超音波変換器を制御する目的で、高周波発生器２１
が設けられている。
【００３５】治療ヘッド１５と温度測定装置との共働
は、制御装置２２、評価手段６および必要に応じて比較
器２３により定められる。即ち制御装置２２は高電圧発
生器２１へ作用する。制御装置は高電圧発生器を作動お
よび作動解除し、発生される交流電圧の振幅をしたがっ
て発生される超音波の強さを調整できる。超音波の強さ
をどの位に設定するかは、調整器２４の位置に依存す
る。この調整器により、治療されるべき領域の即ちしゅ
ようＴの所望の温度変化を選定できる。この温度に即ち
温度変化に相応する信号は、比較器２３へ導びかれる。
温度測定装置の相応の出力信号は比較器２３の他方の入
力側へ導びかれる。比較器２３の出力信号が、調整器２
４を用いて選定された温度変化にまだ達していないこと
を示す限り、超音波変換器１８を用いてキーボード１０
により選定可能な強さの超音波が連続的に発生される。
調整器２４を用いて選定された温度変化に達すると、直
ちに制御装置２２が比較器２３の出力信号の監視の下
に、超音波変換器１８を用いて発生された超音波の音響
出力を次のように調整する。即ち調整過程により定めら
れる多少の変動は別として、以後の温度変化が、調整器
２５を用いて設定できる時間間隔の間に発生されないよ
うに、調整する。この場合、調整器２５を用いて設定で
きる最小の時間間隔は時間間隔ゼロである、即ち前もっ
て選定された温度変化の発生後に直ちに超音波の送出が
遮断される。
【００３６】これに関連して重要なことは、超音波の強
さが、しゅようの組織特性が不可逆的に変化するくらい
に高い時は、場合により、音響インピーダンスの一義的
な温度依存性がもはや与えられないことである。この状
況の下では、発生された温度変化の量的測定だけが可能
となる。
【００３７】しかしこのことは、ここに設けられている
形式の治療装置の場合はほとんど問題にならない、何故
ならば、温度変化の生じた場所を知ることは、温度変化
の正確な値を知ることよりも重要だからである。
【００３８】そのため図２に示されている装置において
は、別の作動形式において、既に図１で説明された形式
と関連づけて、治療されるべき領域ＲＯＴをマーキング
できる。次に温度変化が発生した場合、評価手段６は、
この温度変化は、治療されるべき領域の内側に発生した
か否かを検出して、相応の信号を制御装置２２へ送出す
る。検出された温度変化に相応するデータは比較器２３
へ導びかれる。比較器はこのデータを、調整器２４を用
いて設定された−この閾値を下回わると健康な組織を損
傷するおそれがない−閾値と比較する。検出された温度
上昇が治療されるべき領域へ、即ちこの領域の、検査さ
れるべき領域ＲＯＩの内側に存在する部分へ制限される
と、制御ユニット２２は超音波変換器１８を高周波発生
器２１を介して、調整器２５を用いて選定された時間間
隔の間、制御する。温度上昇が、治療されるべき領域Ｒ
ＯＴの外側の、検査されるべき領域ＲＯＩの内側に現わ
れると、調整器２４を用いて設定された、温度変化の閾
値を上回わる限り、制御装置２２が超音波の送出を阻止
する。この装置はこの時にはじめて再び、相応の操作の
後に再びキーボード１０を作動できる。
【００３９】前述の作動形式において超音波変換器１８
の制御は次のように行なわれる、即ち２つの相続く超音
波像の間で、超音波変換器１８から放射される超音波の
強さが、確実に組織損傷を生ぜさせ得ない初期値から始
まって、所望の治療効果が現われる終値へ連続的に上昇
されるように行なわれる。このようにして保証されるこ
とは、生じ得る、超音波放射の阻止まで経過する時間間
隔の中にさえ組織損傷が生じ得ないことである。何故な
らば調整器２４を用いて設定され閾値を適切に選択する
と、この閾値を上回わる場合に、損傷を生ぜさせるおそ
れのある放射された超音波のこの種の強さが存在しな
い。
【００４０】前述のように治療されるべき領域ＲＯＴを
マーキングすることが同じく必要とされる別の作動モー
ドにおいて、第１の超音波像の形成後に超音波変換器は
制御装置２２により高周波発生器２１を介して、次のよ
うに低減された強さの超音波を送出するために制御され
る。即ち温度測定装置を用いて検出される温度上昇は現
われるが治療効果は現われないように制御される。第２
の超音波像の形成後に制御装置は、これに評価手段６へ
導びかれる信号を用いて、検出された温度上昇が、治療
されるべき領域ＲＯＴの内側に存在するか外側に存在す
るかを検出する。内側に存在する場合は制御装置２２が
超音波変換器１８を、治療効果のために十分な強さの超
音波の送出のために制御する。後続の超音波像の形成に
続いて、減少された強さの超音波が再び送信される。そ
の目的は、これにより生じた温度上昇が治療されるべき
領域ＲＯＴの内側に存在するか否かを検査するためであ
る。存在する時は治療効果のために十分な強さの超音波
が再び放射される等。減少された強さの超音波により発
生される温度上昇が、治療されるべき領域ＲＯＴの外側
に存在する場合は、制御装置２２が、治療効果のために
十分な強さの超音波の送出を阻止する。
【００４１】最後の２つの作動形式の場合は、治療され
るべき領域ＲＯＴの外側に治療効果が現われないこと
が、保証される。このことは特に次の場合に重要であ
る、即ち治療効果の達成のために放射される超音波の強
さが、超音波の焦点の中に存在する組織が死滅される位
に高い時に、重要である。
【００４２】調整器２４と２５はさらに、比較器２３ま
たは制御装置２２とのほかに、それぞれ制御−および像
形成電子装置３とも接続されている。この電子装置は領
域９の中へ付加的に、調整器２４と２５の設定に相応す
るデータを挿入する。
【００４３】超音波結像装置１、制御装置２２および操
作機構２０は次のように共働する。即ちキーボード１０
の相応の操作の後にライトペン５を用いて、モニタ４の
受像面上に示される超音波像の所定の点が接触される時
に、制御装置２２が制御−および像形成電子装置２３か
ら制御装置２２へ導びかれるデータを用いて操作機構２
０を次のように作動する。即ち超音波変換器１８の焦点
Ｆが、治療されるべき生体の身体の内部のライトペン５
を用いてマーキングされた点に相応する点の中に存在す
るように作動される。治療されるべき領域ＲＯＴがマー
キングされている限り、焦点Ｆは例えば、治療されるべ
き領域ＲＯＴの内側に存在する点の中へだけ移される。
この自動的な設定過程のために必要とされる、治療ヘッ
ド１５の実際の位置に関するデータすなわち信号を、制
御装置２２は、図示されていない相応の位置発信器の中
に含まれている操作機構２０から供給される。
【００４４】前述の装置による生体の治療は次のように
行なわれる：生体はまず最初に適切な寝いす等の上に、
治療ヘッド１５が使用されるべきその身体表面の領域が
自由に接近できるように、支承される。必要に応じて生
体は、これがその身体位置を実質的に変化できないよう
に、固定される。次に治療ヘッド１５が使用されて、超
音波結像装置１が作動されると、治療されるべき領域−
図２の場合はしゅようＴ−が超音波像において良好に見
えるまで、生体の身体Ｂに対して変位される。次にライ
トペン５を用いて、温度測定の際に検査されるべき領域
ＲＯＩおよび必要に応じて治療されるべき領域ＲＯＴが
マーキングされる。さらに前述の作動モードが選定され
る。続いて選択スイッチ７と調整器１３，２４および２
５が、それぞれの治療事例に対応する位置へ切り換えら
れる。次にライトペン５を用いて超音波像において次の
ような、マーキングされた処理されるべき領域ＲＯＴの
内側に通常は存在するしゅようＴ−この中に超音波の焦
点Ｆが存在すべき−の点が接触される。これにもとづい
て操作手段が治療ヘッド１５が相応に位置定めする。こ
れにもとづいて超音波変換器１８が、選定された作動モ
ードに応じて作動される。
【００４５】超音波変換器１８の焦点Ｆは、即ち治療効
果に対して有効な超音波の強さが存在する領域は、通常
はしゅようＴを囲む健康な組織の損傷を回避する目的で
しゅようＴよりも小さい。そのため通常は超音波変換器
１８の焦点を歩進的に何回も、しゅようＴの全体を即ち
治療されるべき領域ＲＯＴを前述のように超音波により
作用されるように変位させることが必要とされる。この
過程はライトペン５とキーボード１０を用いて手動で制
御できる。しかしこの過程の自動制御装置を設けること
もできる。この場合はいゆわるしゅよう全体が即ちマー
キングされた治療されるべき領域ＲＯＴの内側に存在す
るしゅよう領域が“走査”される。自明の様にしゅよう
Ｔの層だけが治療されること、およびこれに続いて治療
ヘッド１５の変位を、超音波結像装置１を用いて結像さ
れる層に垂直に行なう必要がある。この場合、このよう
にして生ずる互いに相続く層は最終的にしゅようＴの体
積全体が操作により検出される迄、前述の様に操作され
る。
【００４６】図２に示された装置の操作が、選択スイッ
チ７、調整器１３，２４，２５およびライトペン５を介
して行なわれない限り、それらの操作はさらにキーボー
ド１０を介して行なわれる。
【００４７】自明の様に図２の装置はしゅようの治療の
ためにだけ適しているのではなく、組織の領域が区画さ
れて加熱することを対象とする場所では、どこでも使用
できる。この加熱は必ずしも焦束される超音波により行
なわれる必要はない。自明の様に、この加熱を例えばマ
イクロ波アダプタにより作動させることもできる。
【００４８】前述の装置の安全な動作のための前提は、
相続く超音波像の間に、検査されるべき対象の即ち検査
されるべき領域の動きが生じないことであることは、当
然である。何故ならばそうしないと動きにより生ずる、
互いに相続く超音波像の間の差が、温度変化として誤ま
って解釈されるおそれがある。心ぞうの鼓動（ＥＫＧ）
と呼吸の監視が、制御と必要に応じて監視の目的で用い
られる。
【００４９】図１の装置の場合も図２の装置の場合もさ
らに超音波像全体が、相応のマーキングがライトペン５
を用いて下に書かれる時は、検査されるべき領域ＲＯＩ
として用いられる。
【００５０】図１の装置の場合も図２の装置の場合も、
これらのデータが必要とされない時は、記入された量的
な検出がすべて省略され、それに代えて温度変化の場所
の特定だけが行なわれる。
【００５１】前述の実施例の場合において超音波Ｂ像が
形成される。これによる利点は、温度変化にそのまま相
応の場所が配属できることである。しかし基本的には、
超音波Ｂ像ではなく超音波Ａ像も形成できる。超音波像
を形成する目的で対象の中へ照射されるような波形に相
応する波形も、超音波像を形成することなく温度変化を
測定する即ち検出する時は、用いることができる。
【００５２】図１の像メモリ１４に相応する第２の像メ
モリは、さらに必要に応じて、図２の装置の場合も設け
ることができる。
【００５３】図１の装置に関して付言すべきは、この装
置は非医療目的にも使用できることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による温度変化測定装置のブロック図で
ある。
【図２】本発明によるによる温度変化測定装置を含む、
加熱用光線による生体の治療装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ 超音波結像装置 ２ 超音波セクターアダプタ ３ 制御−および像形成電子装置 ４ モニタ ５ ライトペン ６ 評価手段 ７ 選択スイッチ ８ 表示装置 ９ 領域 １０ キーボード １１ 像メモリ １２，１４ 減算器 １３ 調整器 １５ 治療ヘッド １６ ケーシング １７ 結合ダイヤフラム １８ 超音波変換器 １９ 音響レンズ ２０ 操作機構 ２１ 高周波発生器 ２２ 制御装置 ２３ 比較器 ２４，２５ 調整器 Ｂ 身体 Ｆ 焦点 Ｌ 肝臓 ＲＯＩ マーキング ＲＯＴ 治療されるべき領域 Ｔ しゅよう

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つの互いに相続く時点に物体の内部に
    現われる温度変化を非破壊形式でないし非侵食形式で測
    定する装置において、 ａ） 少なくとも１つの音響パルスを含む音響波形を、
    物体の中へ、この音響波形が検査されるべき領域（ＲＯ
    Ｉ）へ当たる様に照射させる手段を備え、 ｂ） 該検査されるべき領域（ＲＯＩ）における音響波
    形の反射により生ずるエコー信号を受信して記憶するた
    めの手段を備え、 ｃ） 前記の照射手段が音響波形を第１の時点において
    物体の中へ照射し、受信手段が、第１の時点に照射され
    た音響波形の、検査されるべき領域（ＲＯＩ）における
    反射により生ずるエコー信号を受信して記憶し、 ｄ） 照射手段が第２の時点において、第１の時点に照
    射された音響波形と同一の音響波形を同一の方法で物体
    中へ照射し、さらに受信手段が、第２の時点に照射され
    た音響波形の、検査されるべき領域（ＲＯＩ）において
    生ずるエコー信号を受信し、ｅ） 比較手段が設けられ
    ており、該比較手段は、第１の時点に所属するエコー信
    号と第２の時点に所属するエコー信号とを互いに比較
    し、さらに ｆ） 評価手段が設けられており、該評価手段は、比較
    手段を用いて求められた結果に、第１の時点と第２の時
    点との間に現われる、検査されるべき領域（ＲＯＩ）の
    温度変化を配属させることを特徴とする、非破壊形式の
    即ち非侵食形式の測定装置。
  2. 【請求項２】 照射手段が音響波形を次のように照射し
    さらに受信手段がエコー信号を次のように受信し、即ち
    これらの手段が検査されるべき領域（ＲＯＩ）の超音波
    像を形成するように、照射および受信し、比較手段が第
    １の時点に所属する超音波像と第２の時点に所属する超
    音波像との間の差像を形成し、評価手段が該差像から、
    検査されるべき領域（ＲＯＴ）の温度変化を求める、請
    求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 ２つの互いに相続く時点に物体の内部に
    現われる温度変化を非破壊形式でないし非侵食形式で測
    定する位置検出装置において、 ａ） 少なくとも１つの音響パルスを含む音響波形を、
    物体の中へ、この音響波形が検査されるべき領域（ＲＯ
    Ｉ）へ当たる様に照射させる手段を備え、該検査される
    べき領域は、加熱されるべき領域（ＲＯＴ）を少なくと
    も部分的に含み、 ｂ） 該検査されるべき領域（ＲＯＩ）における音響波
    形の反射により生ずるエコー信号を受信して記憶するた
    めの手段を備え、 ｃ） 前記の照射手段が音響波形を第１の時点において
    物体の中へ照射し、受信手段が、第１の時点に照射され
    た音響波形の、検査されるべき領域（ＲＯＩ）における
    反射により生ずるエコー信号を受信して記憶し、 ｄ） 照射手段が第２の時点において、第１の時点に照
    射された音響波形と同一の音響波形を同一の方法で物体
    中へ照射し、さらに受信手段が第２の時点照射された音
    響波形の、検査されるべき領域（ＲＯＩ）において生ず
    るエコー信号を受信し、 ｅ） 比較手段が設けられており、該比較手段は、第１
    の時点に所属するエコー信号と第２の時点に所属するエ
    コー信号とを、例えば差形成により互いに比較し、さら
    に ｆ） 評価手段が設けられており、該評価手段は、比較
    手段により求められた結果を用いて、第１の時点と第２
    の時点との間に、検査されるべき領域（ＲＯＩ）の温度
    変化が生じたか否かを検出し、生じた時は、この変化
    が、検査されるべき領域（ＲＯＩ）の内側にある、加熱
    されるべき領域（ＲＯＴ）の部分の内側にあるか否かを
    検出することを特徴とする、非破壊形式の即ち非侵食形
    式の位置検出装置。
  4. 【請求項４】 照射手段が音響波形を次のように照射し
    さらに受信手段がエコー信号を次のように受信し、即ち
    これらの手段が検査されるべき領域（ＲＯＩ）の超音波
    像を形成するように、照射および受信し、比較手段が第
    １の時点に所属する超音波像と第２の時点に所属する超
    音波像との間の差像を形成し、評価手段が該差像からの
    温度変化の場所を求める、請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 照射手段と受信手段は、これらが超音波
    像としてそれぞれ超音波像の部分図を形成する、請求項
    ２又は４記載の装置。
  6. 【請求項６】 照射装置と受信装置が超音波結像装置
    （１）により構成されており、該超音波結像装置は、 ａ） 超音波結像装置（１）を用いて形成された超音波
    像のための像メモリを有し、さらに ｂ） 減算器（１２）を有し、該減算器は、記憶された
    超音波像を、時間的に後続する超音波像から減算し、さ
    らに ｃ） 評価手段（６）を有し、該評価手段は、このよう
    にして得られた差像を用いて、超音波像形成の時点の間
    に現われた温度変化を求める、請求項２又は５記載の装
    置。
  7. 【請求項７】 超音波結像装置(１)が超音波像を表示す
    るための表示手段(４）を有し、さらに超音波像の中の
    検査されるべき領域(ＲＯＩ)をマーキングするためのマ
    ーキング手段（５）が設けられており、評価手段（６）
    が、検査されるべき領域（ＲＯＩ）に関連する温度変化
    を求める、請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 照射装置と受信装置が超音波結像装置
    （１）により構成されており、該超音波結像装置は、 ａ） 超音波結像装置（１）を用いて形成された超音波
    像のための像メモリを有し、さらに ｂ）減算器（１２）を有し、該減算器は、記憶された超
    音波像を、時間的に後続する超音波像から減算し、さら
    に ｃ） このようにして得られた差像が、超音波像形成の
    時点の間に生ずることのある温度変化の場所を求める、
    請求項3から5までのいずれか１項記載の装置。
  9. 【請求項９】 超音波結像装置（１）が超音波像を表示
    するための表示手段（４）を有し、さらに超音波像の中
    の加熱されるべき領域（ＲＯＴ）をマーキングするため
    のマーキング手段（５）が設けられており、該評価手段
    は、求められた温度変化の場所が加熱されるべき領域
    （ＲＯＴ）の内側に存在するか否かを検出する、請求項
    ８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 マーキング手段（５）が設けられてお
    り、該マーキング手段は超音波像の中の、必要に応じて
    マーキングされた加熱されるべき領域（ＲＯＴ）を少な
    くとも部分的に含む、検出されるべき領域（ＲＯＩ）を
    マーキングし、さらに評価手段（６）が、検出されるべ
    き領域（ＲＯＩ）の内側だけの温度変化を求める、請求
    項８又は９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 時間的に後続する超音波像のための別
    の像メモリ（１４）が設けられている、請求項６から１
    ０までのいずれか１項記載の装置。
  12. 【請求項１２】 超音波結像装置（１）が部分像を例え
    ば超音波Ｂ像を形成する、請求項６から１０までのいず
    れか１項記載の装置。
  13. 【請求項１３】 生体の身体（Ｂ）の少なくとも１つの
    内側領域を加熱するビームにより生体を治療する装置に
    おいて、ビーム源（１８）および請求項６〜１２の１つ
    に示された装置を有し、該装置の超音波結像装置（１）
    は、ビームの作用される、生体の身体（Ｂ）の領域を少
    なくとも部分的に結像し、さらに前記の装置の評価手段
    は時間的に相続く超音波像から超音波像形成の時点にそ
    の都度に所属する温度に関するデータを、検査されるべ
    き領域（ＲＯＩ）−この領域の内側に、ビームの作用さ
    れた領域が少なくとも部分的に存在する−に関して求め
    ることを特徴とする治療装置。
  14. 【請求項１４】 ビーム源として、焦点（Ｆ）において
    集束する超音波を発生する超音波源（１８）が設けられ
    ており、さらに超音波結像装置（１）が超音波の焦点
    （Ｆ）を結像する、請求項１３記載の装置。
  15. 【請求項１５】 評価手段（６）が温度に関するデータ
    を、相応の超音波像の形成の時点の間に生じた温度変化
    の形式で求める、請求項１３又は１４記載の装置。
  16. 【請求項１６】 温度に関するデータを表わす、評価手
    段（６）の出力信号が制御装置（２２）へ導びかれ、該
    制御装置は、前もって選定可能な温度変化を上回わる
    と、ビームの発生を阻止する、請求項１３から１５まで
    のいずれか１項記載の装置。
  17. 【請求項１７】 温度に依存するデータを表わす、評価
    手段（６）の出力信号が制御装置（２２）へ導びかれ、
    該制御装置は、ビーム源（１８）から発生されるビーム
    エネルギーを次のように調整し、即ちまず最初に前もっ
    て選定可能な温度上昇を行なわせ、続いて前もって選定
    可能な時間間隔にわたり温度変化が生じないようにし、
    この時間間隔の終りにビームの発生を阻止するように、
    前記の調整を行なう、請求項１３から１５までのいずれ
    か１項記載の装置。
  18. 【請求項１８】 少なくとも部分的に、検査されるべき
    領域（ＲＯＩ）の内側に存在する、治療されるべき領域
    （ＲＯＴ）をマーキングする手段が設けられており、さ
    らに温度に関するデータを表わす、評価手段（６）の出
    力信号が制御装置（２２）へ導びかれており、該制御装
    置は、検査されるべき領域（ＲＯＩ）の治療されるべき
    領域（ＲＯＴ）の外側に関するデータを閾値と比較し、
    この閾値を上回わると、加熱用光線の送出を阻止する、
    請求項１３から１５までのいずれか１項記載の装置。
  19. 【請求項１９】 ２つの相続く超音波像の間で、加熱用
    ビームがその都度に、初期値から始めて終値へ連続的に
    上昇する強さで照射される、請求項１８記載の装置。
  20. 【請求項２０】 少なくとも部分的に、検査されるべき
    領域（ＲＯＩ）の内側に存在する治療されるべき領域
    （ＲＯＴ）をマーキングするための手段が設けられてお
    り、さらに温度に関するデータを表わす、評価手段
    （６）の出力信号が制御装置（２２）へ導びかれ、該制
    御装置は最初の超音波像の形成後にその都度に、ビーム
    源（１８）を、評価手段（６）により検出される温度変
    化は現われるが治療効果は現われないくらいに低減され
    る強さのビームを送出するために制御し、さらに該制御
    装置は、第２の超音波像の形成後に温度に関するデータ
    を用いて、検出された温度差が、治療されるべき領域
    （ＲＯＴ）の内側に存在するか外側に存在するかを検査
    し、検出された温度上昇が、治療されるべき領域（ＲＯ
    Ｔ）の内側で検出された時は、さらに該制御装置はビー
    ム源（１８）を、治療効果のために十分な強さのビーム
    を送出させるように制御する、請求項１３から１５まで
    のいずれか１項記載の装置。
JP5221819A 1992-09-07 1993-09-07 非破壊形式の即ち非侵食形式の測定装置および生体の治療装置 Pending JPH06189954A (ja)

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