JPH1014967A - Ultrasonic hyperthermia apparatus - Google Patents

Ultrasonic hyperthermia apparatus

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Publication number
JPH1014967A
JPH1014967A JP19003096A JP19003096A JPH1014967A JP H1014967 A JPH1014967 A JP H1014967A JP 19003096 A JP19003096 A JP 19003096A JP 19003096 A JP19003096 A JP 19003096A JP H1014967 A JPH1014967 A JP H1014967A
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JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
heating
transducer array
unit
energy supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP19003096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naohiko Takayama
直彦 高山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1014967A publication Critical patent/JPH1014967A/en
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  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a thermal treatment preventing damages to normal tissues for affected parts existing at jutted parts. SOLUTION: This apparatus is provided with an ultrasonic transducer array 31 to be arranged facing an affected part 12 existing at a protruded part 11 an energy supply part 33 for heating and an ultrasonic image gaining part 34 which are connected to the array 31 through a switching part 32, an image processing part 35 which processes an ultrasonic image to identify the affected part 12 from a normal tissue and a control part 36 to control the energy supply part 33 for heating based on information of the affected part 12 obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、超音波を照射し
てハイパーサーミア治療を行なう装置に関する。
The present invention relates to an apparatus for performing hyperthermia treatment by irradiating an ultrasonic wave.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハイパーサーミア装置は、癌や腫瘍等の
患部を加温して治療を行なうものである。超音波ハイパ
ーサーミア装置は加温エネルギーとして超音波を利用す
る。すなわち、生体に超音波を照射すると、その超音波
エネルギーは生体内組織で熱に変換され、その部分が加
温される。
2. Description of the Related Art A hyperthermia apparatus performs treatment by heating an affected part such as a cancer or a tumor. The ultrasonic hyperthermia device uses ultrasonic waves as heating energy. That is, when an ultrasonic wave is applied to a living body, the ultrasonic energy is converted into heat in the tissue in the living body, and that portion is heated.

【0003】ところで、このハイパーサーミア治療にお
いては、患部のみを加温し、他の正常組織は加温しない
ようにしなければならない。正常組織を加温すると、火
傷などとなって損傷を与えるからである。
[0003] In this hyperthermia treatment, it is necessary to heat only the affected part and not to heat other normal tissues. This is because heating normal tissue causes damage such as burns.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波ハイパーサーミア装置では、必ずしも患部のみ加
温することができず、周辺の正常組織に損傷を与えるお
それがあるという問題があった。
However, in the conventional ultrasonic hyperthermia apparatus, there is a problem that it is not always possible to heat only the affected part, and there is a risk of damaging surrounding normal tissues.

【0005】この発明は、上記に鑑み、とくに突出した
患部については超音波画像により癌などの患部の識別が
容易であるとともにこれに超音波を集束させることが容
易であることに着目し、突出患部について超音波を集束
させて正常組織に害を与えないようにしながら患部のみ
の治療を行なうことができるように改善した、超音波ハ
イパーサーミア装置を提供することを目的とする。
[0005] In view of the above, the present invention focuses on the fact that it is easy to distinguish an affected part such as cancer from an ultrasonic image and to easily focus an ultrasonic wave on the affected part. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic hyperthermia device improved so that treatment can be performed only on an affected part while focusing ultrasonic waves on the affected part so as not to harm normal tissues.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による超音波ハイパーサーミア装置におい
ては、被加温体の突出部にインピーダンスマッチング用
液体を介して対向配置される超音波トランスデューサの
2次元アレイと、該トランスデューサアレイを駆動して
加温用超音波を発生させる加温エネルギー供給部と、上
記トランスデューサアレイを駆動して探索用超音波を発
生させるとともにトランスデューサアレイで受けた反射
波による受波信号を処理して反射波強度分布像を得る超
音波画像取得部と、上記トランスデューサアレイと上記
の加温エネルギー供給部および超音波画像取得部との切
換を行なう切換部と、上記の反射波強度分布像から被加
温体の突出部に存在する患部を検出する画像処理部と、
上記の切換部を制御するとともに、検出された患部に加
温用超音波を集束させるよう上記加温エネルギー供給部
を制御する制御部とが備えられることが特徴となってい
る。
In order to achieve the above object, in an ultrasonic hyperthermia apparatus according to the present invention, an ultrasonic transducer is provided which is opposed to a projection of a body to be heated via an impedance matching liquid. A two-dimensional array, a heating energy supply unit for driving the transducer array to generate heating ultrasonic waves, and a drive unit for driving the transducer array to generate search ultrasonic waves and to use a reflected wave received by the transducer array. An ultrasonic image acquisition unit for processing a received signal to obtain a reflected wave intensity distribution image; a switching unit for switching between the transducer array, the heating energy supply unit and the ultrasonic image acquisition unit; From the wave intensity distribution image, an image processing unit that detects an affected part existing in the protruding part of the body to be heated,
In addition to controlling the switching unit, a control unit that controls the heating energy supply unit so that the heating ultrasound is focused on the detected affected part is provided.

【0007】突出部に存在する患部については、その超
音波画像に基づいて正常組織と識別することが容易であ
る。また、患部が突出部に存在しているなら、その患部
に加温用超音波を集束させることも容易である。そこ
で、突出部にインピーダンスマッチング用液体を介して
超音波トランスデューサの2次元アレイを対向配置し、
このトランスデューサアレイを用いて超音波画像を得、
その画像から患部を識別し、その患部に加温用超音波が
集束するよう加温エネルギー供給部を制御して、患部が
突出部に存在する場合に、その患部のみを加温し、正常
組織は加温しないようにして、正常組織の損傷を防ぎな
がら患部の加温治療を行なう。
[0007] The diseased part existing in the protruding part can be easily distinguished from the normal tissue based on the ultrasonic image. If the affected part is present in the protruding part, it is easy to focus the heating ultrasonic wave on the affected part. In view of this, a two-dimensional array of ultrasonic transducers is opposed to the protruding portion via a liquid for impedance matching,
Obtain an ultrasound image using this transducer array,
The affected area is identified from the image, and the heating energy supply unit is controlled so that the heating ultrasonic wave is focused on the affected area. When the affected area is present in the protruding section, only the affected area is heated, and the normal tissue is heated. Perform warming treatment of the affected area while preventing normal tissue damage.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1におい
て、生体(患者身体)10の突出部11に患部12が存
在するものとする。この突出部11付近の表面にボーラ
ス(可撓性のある水袋)21が密着させられる。このボ
ーラス21中には脱気水22が満たされている。脱気水
22中に超音波トランスデューサの2次元アレイ31が
配置され、この超音波トランスデューサアレイ31から
の超音波が脱気水22を介して生体10に照射されるよ
うになっている。この脱気水22は、生体10と超音波
トランスデューサアレイ31との間の超音波に関するイ
ンピーダンスマッチング用の液体として機能する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, it is assumed that an affected part 12 is present at a protruding part 11 of a living body (body of a patient) 10. A bolus (flexible water bag) 21 is brought into close contact with the surface near the protrusion 11. The bolus 21 is filled with degassed water 22. A two-dimensional array 31 of ultrasonic transducers is arranged in the degassed water 22, and the ultrasonic waves from the ultrasonic transducer array 31 are applied to the living body 10 via the degassed water 22. The degassed water 22 functions as a liquid for impedance matching of ultrasonic waves between the living body 10 and the ultrasonic transducer array 31.

【0009】この超音波トランスデューサアレイ31に
は、切換部32を介して加温エネルギー供給部33と、
超音波画像取得部34とが接続される。加温エネルギー
供給部33は、超音波トランスデューサアレイ31に大
電力の駆動信号を供給し、これにより駆動された超音波
トランスデューサアレイ31から大きなエネルギーの超
音波振動が発生し、生体10が加温される。
A heating energy supply unit 33 is connected to the ultrasonic transducer array 31 via a switching unit 32.
The ultrasonic image acquisition unit 34 is connected. The heating energy supply unit 33 supplies a driving signal of high power to the ultrasonic transducer array 31, thereby generating ultrasonic vibration of large energy from the driven ultrasonic transducer array 31 and heating the living body 10. You.

【0010】超音波画像取得部34は、超音波トランス
デューサアレイ31を駆動して探索用合成超音波を発生
させる。この探索用合成超音波を細いビーム状に形成す
るため、超音波トランスデューサアレイ31の各々のエ
レメントに供給する駆動信号の振幅および位相の制御が
行われる。探索用超音波を生体10内に照射すると、生
体10内の組織で反射し、その反射波が戻ってきて超音
波トランスデューサアレイ31に受波される。この超音
波トランスデューサアレイ31の各エレメントでの受波
信号の位相制御などにより、送波超音波ビームに対応す
る細い領域(受波超音波ビーム)の各部での反射波強度
を得る。この送波および受波超音波ビームが走査され
て、ある断面における反射波強度分布像が得られる。
[0010] The ultrasonic image acquisition unit 34 drives the ultrasonic transducer array 31 to generate a search-use synthetic ultrasonic wave. In order to form the synthetic ultrasound for search into a thin beam, the amplitude and phase of the drive signal supplied to each element of the ultrasound transducer array 31 are controlled. When the search ultrasonic wave is applied to the inside of the living body 10, it is reflected by the tissue in the living body 10, and the reflected wave returns and is received by the ultrasonic transducer array 31. By controlling the phase of the received signal at each element of the ultrasonic transducer array 31, the reflected wave intensity at each part of a narrow area (received ultrasonic beam) corresponding to the transmitted ultrasonic beam is obtained. The transmitted and received ultrasonic beams are scanned to obtain a reflected wave intensity distribution image on a certain cross section.

【0011】この反射波強度分布像は画像処理部35に
送られて、患部12を検出するための画像処理がなされ
る。癌などの患部12は、生体10の内奥部にある場合
には内蔵等の種々の反射波強度の組織と区別することが
難しいが、突出部11にある場合、周辺組織に対して強
度が強く(あるいは場合により弱く)なるというように
反射波強度が異なり、周辺組織と区別することが容易で
ある。そこで、画像処理部35において適当なしきい値
を定めて、画像のしきい値処理を行なうことなどにより
患部12を検出することができる。
The reflected wave intensity distribution image is sent to the image processing unit 35, where image processing for detecting the affected part 12 is performed. When the diseased part 12 such as cancer is located in the inner part of the living body 10, it is difficult to distinguish it from tissues having various reflected wave intensities such as internal organs. The reflected wave intensity is different, such as being stronger (or weaker in some cases), and is easily distinguishable from surrounding tissues. Therefore, the affected part 12 can be detected by determining an appropriate threshold value in the image processing unit 35 and performing threshold processing on the image.

【0012】こうして患部12の位置・大きさが検出さ
れると、その情報が制御部36に送られ、制御部36は
加温エネルギー供給部33をその情報に基づいて制御す
る。その結果、超音波トランスデューサアレイ31の各
エレメントに供給する駆動信号の位相と振幅とが調整さ
れて患部12に集束するような合成超音波が発生するこ
とになる。なお、このとき、切換部32は、制御部36
の制御下加温エネルギー供給部33側に切り換えられ
る。
When the position and size of the affected part 12 are detected in this way, the information is sent to the control part 36, and the control part 36 controls the heating energy supply part 33 based on the information. As a result, the phase and the amplitude of the drive signal supplied to each element of the ultrasonic transducer array 31 are adjusted, and a synthetic ultrasonic wave to be focused on the affected part 12 is generated. At this time, the switching unit 32 is controlled by the control unit 36.
Is switched to the heating energy supply unit 33 side under the control of.

【0013】こうして突出部11の患部12に加温エネ
ルギーを集束させてこの患部12のみを加温することが
できる。この場合、患部12は突出部11にあるため、
これに加温エネルギーを集束させるよう制御することは
容易であり、これにより、他の正常組織は加温されるこ
とがなく、余分な加温によって正常組織が損傷を受ける
ことが防止できる。
In this way, the heating energy is focused on the diseased part 12 of the protruding part 11, so that only the diseased part 12 can be heated. In this case, since the affected part 12 is on the protruding part 11,
It is easy to control so that the heating energy is focused on the normal tissue, thereby preventing other normal tissues from being heated and preventing the normal tissue from being damaged by excessive heating.

【0014】なお、上記では、画像処理部35が超音波
画像取得部34で得た超音波画像のしきい値処理をして
患部12を自動検出し、それに応じて加温エネルギー供
給部33が制御されるとしたが、超音波画像を図示しな
い適当なモニター装置に表示して、医師等の操作者がそ
の画像を観察することにより患部12を見分け、マウス
などを操作することによって加温すべき領域を手動で設
定するようにすることもできる。また、温度変化により
超音波に対する反射係数が変化するので、これを利用し
て超音波画像を温度分布像に変換することも考えられ
る。すなわち、加温の途中でいったん切換部32を超音
波画像取得部34側へと切り換えて、超音波発射・受信
により超音波画像を得さらにこれを温度分布像に変換す
る。この温度分布像に基づいて制御部36が加温エネル
ギー供給部33を制御することにより、最適な温度分布
となるような超音波照射を行なうことが可能となる。
In the above description, the image processing unit 35 performs threshold processing on the ultrasonic image obtained by the ultrasonic image acquiring unit 34 to automatically detect the diseased part 12, and the heating energy supply unit 33 responds accordingly. Although it is assumed to be controlled, an ultrasonic image is displayed on an appropriate monitor device (not shown), and an operator such as a doctor observes the image to identify the affected area 12 and heats the area by operating a mouse or the like. The region to be set can be set manually. Further, since the reflection coefficient of the ultrasonic wave changes due to the temperature change, it is conceivable to convert the ultrasonic image into a temperature distribution image using this. That is, the switching unit 32 is temporarily switched to the ultrasonic image acquiring unit 34 during the heating, an ultrasonic image is obtained by ultrasonic emission and reception, and the ultrasonic image is converted into a temperature distribution image. The control unit 36 controls the heating energy supply unit 33 based on this temperature distribution image, so that it is possible to perform ultrasonic irradiation so as to obtain an optimal temperature distribution.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の超音波
ハイパーサーミア装置によれば、とくに突出部に存在し
ている患部については超音波画像により癌などの患部の
識別が容易であるとともにこれに超音波を集束させるこ
とが容易であることに着目し、突出患部について超音波
を集束させて正常組織に害を与えないようにしながら患
部のみの治療を行なうことが可能となる。
As described above, according to the ultrasonic hyperthermia apparatus of the present invention, it is easy to identify an affected part such as cancer by an ultrasonic image, particularly for an affected part existing in a protruding part. Paying attention to the fact that it is easy to focus the ultrasonic waves, it becomes possible to focus the ultrasonic waves on the protruding diseased part and to treat only the diseased part while not damaging normal tissues.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の形態を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 生体 11 突出部 12 患部 21 ボーラス 22 脱気水 31 超音波トランスデューサアレイ 32 切換部 33 加温用エネルギー供給部 34 超音波画像取得部 35 画像処理部 36 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Living body 11 Projecting part 12 Affected part 21 Bolus 22 Deaerated water 31 Ultrasonic transducer array 32 Switching part 33 Heating energy supply part 34 Ultrasonic image acquisition part 35 Image processing part 36 Control part

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加温体の突出部にインピーダンスマッ
チング用液体を介して対向配置される超音波トランスデ
ューサの2次元アレイと、該トランスデューサアレイを
駆動して加温用超音波を発生させる加温エネルギー供給
部と、上記トランスデューサアレイを駆動して探索用超
音波を発生させるとともにトランスデューサアレイで受
けた反射波による受波信号を処理して反射波強度分布像
を得る超音波画像取得部と、上記トランスデューサアレ
イと上記の加温エネルギー供給部および超音波画像取得
部との切換を行なう切換部と、上記の反射波強度分布像
から被加温体の突出部に存在する患部を検出する画像処
理部と、上記の切換部を制御するとともに、検出された
患部に加温用超音波を集束させるよう上記加温エネルギ
ー供給部を制御する制御部とを備えることを特徴とする
超音波ハイパーサーミア装置。
1. A two-dimensional array of ultrasonic transducers disposed opposite to a protruding portion of an object to be heated via an impedance matching liquid, and heating for driving the transducer array to generate ultrasonic waves for heating. An energy supply unit, an ultrasonic image acquisition unit that drives the transducer array to generate search ultrasonic waves, and processes a received signal by a reflected wave received by the transducer array to obtain a reflected wave intensity distribution image; A switching unit for switching between a transducer array and the above-mentioned heating energy supply unit and the ultrasonic image acquisition unit, and an image processing unit for detecting an affected part existing in the protruding part of the body to be heated from the reflected wave intensity distribution image And controlling the switching unit and controlling the heating energy supply unit to focus the heating ultrasonic wave on the detected affected part. An ultrasonic hyperthermia device, comprising: a control unit.
JP19003096A 1996-06-30 1996-06-30 Ultrasonic hyperthermia apparatus Pending JPH1014967A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002100486A1 (en) * 2001-06-07 2002-12-19 Takashi Okai Method and apparatus for treating uterine myoma
JP2015173825A (en) * 2014-03-14 2015-10-05 公立大学法人大阪府立大学 Fat diagnostic device
JP2015531290A (en) * 2012-10-12 2015-11-02 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Multi-focus ultrasound irradiation for hyperthermia treatment using magnetic resonance guided focused ultrasound

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