JPH11313831A - Ultrasonic therapeutic device - Google Patents
Ultrasonic therapeutic deviceInfo
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- JPH11313831A JPH11313831A JP11084121A JP8412199A JPH11313831A JP H11313831 A JPH11313831 A JP H11313831A JP 11084121 A JP11084121 A JP 11084121A JP 8412199 A JP8412199 A JP 8412199A JP H11313831 A JPH11313831 A JP H11313831A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は超音波を使用し生体
内の腫瘍などを治療する超音波治療装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic treatment apparatus for treating a tumor or the like in a living body using ultrasonic waves.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、結石症の治療に体外から強力超音
波を照射し、無侵襲的に結石を破砕する結石破砕装置が
実用化され、注目されている。強力超音波源には、水中
放電方式、電磁誘導方式、微小爆発方式、ピエゾ素子を
用いる方式等が考えられ、それぞれ短所と長所を持って
いる。ピエゾ素子を用いる方法は、強力超音波焦点の圧
力が小さいという短所はあるが、小焦点、消耗品がな
い、強力超音波強度を任意にコントロールできる、複数
のピエゾ素子にかける駆動波形を位相制御することによ
り焦点位置をコントロールできる等、優れた長所がある
(特開昭60−145131,USP−452616
8)。また、駆動波形を位相制御することにより、焦点
の形状を変化させることもできる(特開昭62−427
73)。2. Description of the Related Art In recent years, a calculus crushing device for crushing calculus non-invasively by irradiating a powerful ultrasonic wave from outside the body for the treatment of calculus disease has been put into practical use and attracted attention. As a powerful ultrasonic source, an underwater discharge method, an electromagnetic induction method, a micro explosion method, a method using a piezo element, and the like are conceivable, and each has a disadvantage and an advantage. The method using a piezo element has the disadvantage that the pressure of the strong ultrasonic focus is small, but there is no small focus, no consumables, it is possible to arbitrarily control the strong ultrasonic intensity, and the phase control of the drive waveform applied to multiple piezo elements And the focus position can be controlled by performing such operations (JP-A-60-145131, USP-452616).
8). Further, the shape of the focal point can be changed by controlling the phase of the driving waveform (Japanese Patent Laid-Open No. 62-427).
73).
【0003】一方、悪性新生物、いわゆる癌の治療技術
の一つとして、温熱治療法(ハイパーサーミア)が注目
されるようになってきた。これは、腫瘍組織が正常組織
と比べて温度感受性が高く、42.5℃以上に加温され
ると死滅することを利用したものであり、腫瘍部位を局
所的に加温する方法が特に有効である。On the other hand, as one of the treatment techniques for malignant neoplasms, so-called cancer, hyperthermia has been attracting attention. This is based on the fact that tumor tissues have higher temperature sensitivity than normal tissues and die when heated to 42.5 ° C. or higher, and a method of locally heating a tumor site is particularly effective. It is.
【0004】加温の方法としては、マイクロ波等の電磁
波を用いる方法が先行しているが、これは、生体の電気
的特性により深部の腫瘍を選択的に加温することは難し
く、治療成績の良好な例は表在性(深さ5cm以内)の腫
瘍の場合に限られている。As a method of heating, a method using electromagnetic waves such as microwaves has been preceded. However, it is difficult to selectively heat deep tumors due to electrical characteristics of a living body. Are limited to superficial (within 5 cm deep) tumors.
【0005】そこで、深部腫瘍の治療には超音波の様な
音響エネルギーを利用する方法が考えられている。これ
は、超音波ビームの集束性と、到達深度が深いという特
徴を利用するものである。また、上記の加温治療法を進
めて、腫瘍部分を80℃以上に加熱し、腫瘍組織を焼き
殺すという治療法も報告されている(特願平3−306
106号)。[0005] Therefore, a method using acoustic energy such as ultrasonic waves has been considered for treating deep tumors. This utilizes the characteristics of the convergence of the ultrasonic beam and the deep arrival depth. In addition, there has been reported a treatment method in which the above-mentioned heating treatment is advanced to heat the tumor portion to 80 ° C. or more, thereby burning out the tumor tissue (Japanese Patent Application No. 3-306).
No. 106).
【0006】超音波による加温方法には、球面状の超音
波放射面を持つ複数個の超音波振動子を組み合わせた超
音波トランスデューサ、あるいはリング型の超音波振動
子を同心円状に配置したアニュラーアレイ超音波トラン
スデューサを用いるものが提案されている。特に、アニ
ュラーアレイ超音波トランスデューサを用いると、焦点
の深さを可変することができる。[0006] The ultrasonic heating method includes an ultrasonic transducer in which a plurality of ultrasonic transducers having a spherical ultrasonic radiation surface are combined, or an annular transducer in which ring-shaped ultrasonic transducers are concentrically arranged. Those using an array ultrasonic transducer have been proposed. In particular, when an annular array ultrasonic transducer is used, the depth of focus can be changed.
【0007】更に、一歩進めて、焦点を3次元的に変化
させることのできるフェーズドアレイも、提案されてい
る(USP−4526168)。また、結石破砕装置と
加温・加熱装置を一体化して構成した物も提案されてい
る(特願平3−306106)。Further, a phased array capable of changing the focus three-dimensionally by taking a step further has been proposed (US Pat. No. 4,526,168). In addition, a device in which a calculus crushing device and a heating / heating device are integrated has been proposed (Japanese Patent Application No. 3-306106).
【0008】以上のような、加温・加熱装置について
は、ピエゾ方式の特徴である小焦点を利用して、患部を
万遍なく加温・加熱する方法も提案されている(特開昭
61−209643)。As for the heating / heating device as described above, there has been proposed a method of uniformly heating / heating an affected part by utilizing a small focus which is a feature of the piezo method (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61). -209643).
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の超音波
治療装置は、超音波の焦点を連続的に移動させながら隣
あった領域に超音波を照射するものであり、離れた2点
に交互に照射したり、骨などの障害物を避けて照射した
りというような自由な治療計画は立てられず、腫瘍組織
と共に正常な組織にもダメージを与える危険もある。However, the conventional ultrasonic therapy apparatus irradiates an ultrasonic wave to an adjacent area while continuously moving the focal point of the ultrasonic wave, and alternately emits the ultrasonic wave to two distant points. There is no free treatment plan such as irradiation to the skin or irradiation to avoid obstacles such as bones, and there is a risk of damaging normal tissues as well as tumor tissues.
【0010】また、ある位置に連続した強力超音波を照
射する場合、照射開始直後のエネルギーは妨害を受けず
に目標位置まで到達するが、間もなく強力超音波により
引き起こされたキャビテーションにより焦点やその手前
に発生した気泡が強力超音波を反射するようになり、焦
点に到達するエネルギーは減衰してくる。これは、焦点
を移動させながら強力超音波を照射する場合でも、移動
速度が遅ければ同様である。When a certain position is irradiated with continuous high-intensity ultrasonic waves, energy immediately after the start of irradiation reaches the target position without being disturbed. The generated bubbles reflect strong ultrasonic waves, and the energy reaching the focal point is attenuated. This is the same as in the case of irradiating strong ultrasonic waves while moving the focal point, if the moving speed is slow.
【0011】キャビテーションとは、強力超音波が水中
を通るときに強力超音波に付随する負圧の影響で水中に
非常に大きな引っ張り力が働き、水が引きちぎられて気
泡(空洞)が発生するという現象であり、この気泡は強
力超音波の反射体として作用する。よって強力超音波を
照射した点付近にキャビテーションによる大量な気泡が
浮遊していると、その直後に隣に照射される強力超音波
のエネルギーが弱まり充分な治療効果を得ることができ
ない。Cavitation means that when a strong ultrasonic wave passes through water, a very large pulling force acts on the water under the influence of a negative pressure accompanying the strong ultrasonic wave, and the water is torn off to generate bubbles (cavities). This is a phenomenon, and this bubble acts as a reflector of strong ultrasonic waves. Therefore, if a large amount of air bubbles due to cavitation are floating near the point where the strong ultrasonic wave is irradiated, the energy of the strong ultrasonic wave immediately next to the ultrasonic wave is weakened, and a sufficient therapeutic effect cannot be obtained.
【0012】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、被検体の所定部位に焦点を移動させながら連
続的に超音波を照射する場合でも、正常組織にダメージ
を与えることがなく、また、前波によるキャビテーショ
ンの影響で後波の超音波エネルギーが減衰して治療に支
障をきたす不都合を防止することができるような超音波
治療装置の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and does not damage normal tissues even when continuously irradiating ultrasonic waves while moving the focal point to a predetermined portion of a subject. It is another object of the present invention to provide an ultrasonic treatment apparatus capable of preventing inconvenience in which the ultrasonic energy of the rear wave is attenuated by the influence of cavitation due to the front wave and hinders the treatment.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波治療
装置は、上述の課題を解決するための手段として、被検
体に照射する超音波を発生する超音波発生手段と、前記
超音波発生手段からの超音波を照射する被検体の照射領
域を複数の分割照射領域に分割する照射領域分割手段
と、所定の分割照射領域分の距離を空けて、前記超音波
発生手段から各分割照射領域毎に照射される超音波の焦
点が移動するように、前記超音波発生手段から照射され
る超音波の焦点位置を移動制御する焦点位置移動制御手
段とを有する。According to the present invention, there is provided an ultrasonic therapy apparatus comprising: an ultrasonic generating means for generating an ultrasonic wave for irradiating a subject; An irradiation area dividing means for dividing an irradiation area of a subject to be irradiated with ultrasonic waves from the means into a plurality of divided irradiation areas, and a distance corresponding to a predetermined divided irradiation area; A focus position moving control means for moving and controlling the focal position of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic wave generating means so that the focal point of the ultrasonic wave emitted every time moves.
【0014】このような本発明に係る超音波治療装置
は、照射領域分割手段が、超音波発生手段からの超音波
を照射する被検体の照射領域を複数の分割照射領域に分
割し、焦点位置移動制御手段が、所定の分割照射領域分
の距離を空けて、前記超音波発生手段から各分割照射領
域毎に照射される超音波の焦点が移動するように、前記
超音波発生手段から照射される超音波の焦点位置を移動
制御する。In the ultrasonic therapy apparatus according to the present invention, the irradiation area dividing means divides the irradiation area of the subject to be irradiated with the ultrasonic wave from the ultrasonic wave generating means into a plurality of divided irradiation areas, Movement control means is separated from the ultrasonic wave generating means so that the focal point of the ultrasonic wave irradiated from the ultrasonic wave generating means for each divided irradiation area moves at a distance corresponding to a predetermined divided irradiation area. The movement of the focal position of the ultrasonic wave is controlled.
【0015】これにより、超音波発生手段から被検体内
に集束された超音波の焦点位置を、前記分割領域に基づ
いて制御することができる、キャビテーションの影響が
ないように超音波の焦点の移動位置を制御することがで
きる。このため、超音波の照射位置に関する自由な治療
計画が可能になる。また、前波によるキャビテーション
の発生により、後波の超音波の超音波エネルギーが損失
する不都合を防止することができ、無駄なエネルギーを
使うことなく、効率の良い加温・加熱治療を可能とする
ことができ、治療に要する時間も短縮化することができ
る。[0015] Thereby, the focal position of the ultrasonic wave focused into the subject from the ultrasonic wave generating means can be controlled based on the divided area. The focal point of the ultrasonic wave is moved so as not to be affected by cavitation. The position can be controlled. For this reason, a free treatment plan regarding the irradiation position of the ultrasonic wave can be made. In addition, the occurrence of cavitation due to the front wave can prevent the disadvantage that the ultrasonic energy of the rear wave is lost, thereby enabling efficient heating and heating treatment without using wasteful energy. And the time required for treatment can be shortened.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る超音波治療装
置の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an ultrasonic therapy apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】〔第1の実施の形態〕まず、図1は本発明
の第1の実施の形態となる超音波治療装置のブロック図
である。この図1において、当該超音波治療装置は、
「超音波治療部」及び「位置決め用のCT部」を有して
いる。[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic therapy apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the ultrasonic therapy device is
It has an “ultrasonic treatment section” and a “CT section for positioning”.
【0018】超音波治療部は、治療用強力超音波を照射
する1つまたは複数が組み合わされた球面形状の超音波
振動子2と、強力超音波を患者3まで導くカップリング
液4と、該カップリング液4を密閉保持する水袋5より
なる超音波アプリケータ1を有する。The ultrasonic treatment section comprises a spherical ultrasonic transducer 2 in which one or more irradiating intense ultrasonic waves for treatment are combined, a coupling liquid 4 for guiding the intense ultrasonic waves to a patient 3, It has an ultrasonic applicator 1 consisting of a water bag 5 for holding the coupling liquid 4 in a sealed state.
【0019】治療の際には、この超音波アプリケータ1
を体表に乗せ、水袋5を図示しない超音波ゼリー等で患
者3の皮膚に接触させる。そして焦点6を腫瘍7に一致
させてから駆動回路8で超音波振動子2を駆動して強力
超音波を照射し、焦点6と一致した治療部位を高温にし
て治療する。During treatment, the ultrasonic applicator 1
Is placed on the body surface, and the water bag 5 is brought into contact with the skin of the patient 3 using an ultrasonic jelly or the like (not shown). Then, after the focal point 6 coincides with the tumor 7, the ultrasonic vibrator 2 is driven by the drive circuit 8 to irradiate high-intensity ultrasonic waves.
【0020】当該第1の実施の形態の超音波治療装置で
は、位置決め用のCT部としてMRIを用いている。こ
のMRIでは、患者3は電動テーブル8上に仰臥位にセ
ットされ、静磁場コイル9と勾配磁場用コイル10と送
受信用RFコイル11が内蔵されている撮像用のガント
リ(図示せず)内に送り込まれる。この時、制御回路1
2のコントロールによりテーブル移動装置13はテーブ
ル8を移動させ、患者3を所定位置(Aポジション)に
固定する。In the ultrasonic treatment apparatus according to the first embodiment, an MRI is used as a positioning CT unit. In this MRI, a patient 3 is set on a motorized table 8 in a supine position, and is placed in an imaging gantry (not shown) in which a static magnetic field coil 9, a gradient magnetic field coil 10, and a transmitting / receiving RF coil 11 are incorporated. Sent in. At this time, the control circuit 1
The table moving device 13 moves the table 8 by the control of 2 to fix the patient 3 at a predetermined position (A position).
【0021】次に制御回路12は勾配磁場電源14、送
受信回路15をコンソール16より指示した所定のシー
ケンス(例えばT2強調撮像法)に則り起動し、患者3
体内のマルチプレーンの画像情報を、図示しないメモリ
内に記憶する。この3次元情報は制御回路12によりC
RT17上に例えばワイヤーフレームを用いた疑似3次
元表示のような任意の形で表示し、これをフリーズして
おく。Next, the control circuit 12 activates the gradient magnetic field power supply 14 and the transmission / reception circuit 15 in accordance with a predetermined sequence (for example, T2-weighted imaging method) instructed from the console 16, and the patient 3
The image information of the multi-plane in the body is stored in a memory (not shown). This three-dimensional information is stored in C by the control circuit 12.
An arbitrary form such as a pseudo three-dimensional display using a wire frame is displayed on the RT 17 and is frozen.
【0022】ここで操作者は治療部位である腫瘍7を含
む体内の画像を見ながら、コンソール16より治療計画
を入力する。ここで、治療計画とは焦点6の走査方法や
超音波の照射強度・時間・インターバルなどを言う。Here, the operator inputs a treatment plan from the console 16 while viewing the image of the inside of the body including the tumor 7 which is a treatment site. Here, the treatment plan refers to the method of scanning the focal point 6, the irradiation intensity of ultrasonic waves, the time, the interval, and the like.
【0023】そして治療開始をコンソール16から指示
すると、制御回路12はテーブル8を移動させ患者3を
治療ポジション(Bポジション)に移動する。移動が完
了すると、制御回路12がメカニカルアーム18を制御
し治療位置までアプリケータ1を移動させる。When the start of treatment is instructed from the console 16, the control circuit 12 moves the table 8 to move the patient 3 to the treatment position (B position). When the movement is completed, the control circuit 12 controls the mechanical arm 18 to move the applicator 1 to the treatment position.
【0024】この時強力超音波の焦点6の体内での位置
は、メカニカルアーム18の各所に取り付けられたポテ
ンショメータ(図示せず)等から構成されるアプリケー
タ位置検出装置19からの信号と、予め計測しておいた
MRI装置とメカニカルアーム18との取付け位置の情
報より制御回路12が計算し、CRT17のMRI画像
上に表示する。At this time, the position of the focal point 6 of the strong ultrasonic wave in the body is determined in advance by a signal from an applicator position detecting device 19 composed of a potentiometer (not shown) attached to each part of the mechanical arm 18 and the like. The control circuit 12 calculates from the measured information on the mounting position of the MRI apparatus and the mechanical arm 18 and displays it on the MRI image of the CRT 17.
【0025】また、単に焦点だけでなく、超音波の入射
経路を併せて表示することもでき、途中の骨などの影響
を考慮した治療計画を立てる上でも有用と考えられる。
焦点6の位置と当初決定した治療計画の焦点位置との一
致状態をチェックし制御回路12が超音波照射の開始を
駆動回路8に指示し、治療が開始される。Further, not only the focus but also the incident path of the ultrasonic wave can be displayed together, which is considered to be useful in making a treatment plan in consideration of the influence of bones and the like in the middle.
The state of coincidence between the position of the focal point 6 and the initially determined focal position of the treatment plan is checked, the control circuit 12 instructs the drive circuit 8 to start ultrasonic irradiation, and the treatment is started.
【0026】次に、治療の中間・あるいは終了と思われ
る時点で超音波の照射を停止し、アプリケータ1を患者
3から取り除き、患者をAポジションに移動させ治療の
進行状況を観察する。これは、前記動作と同様に行なわ
れ、腫瘍7周囲のMRI画像を撮像し、生体の変化を調
べる。Next, at the point in time when the treatment is considered to be in the middle or at the end, the ultrasonic irradiation is stopped, the applicator 1 is removed from the patient 3, the patient is moved to the A position, and the progress of the treatment is observed. This is performed in the same manner as in the above-described operation, and an MRI image around the tumor 7 is taken to examine a change in a living body.
【0027】ここで、治療前にメモリ上に記憶しておい
たT2強調画像のデータと今回のデータをサブトラクシ
ョンすると熱変性領域が明瞭に確認でき、治療が十分に
行なわれたのか、あるいは不十分で再治療が必要かを判
断できる。またこれは当初から治療計画に盛り込んで、
所定治療時間おきに自動的に撮像することも可能であ
る。Here, when the data of the T2-weighted image stored in the memory before the treatment and the present data are subtracted, the heat-denatured region can be clearly confirmed, and whether the treatment has been sufficiently performed or has been insufficiently performed. Can be used to determine if re-treatment is necessary. Also, this was included in the treatment plan from the beginning,
It is also possible to automatically take an image every predetermined treatment time.
【0028】当初の治療計画が終了し、しかもMRIに
よる治療効果判定で十分治療が完了したと判断できる状
況になったら、操作者は治療を終了する。この時制御回
路12は治療条件の履歴をメモリから呼び出し、治療記
録をCRT17あるいはプリンタ20から出力できる。When the initial treatment plan is completed and the situation is such that it is possible to determine that the treatment has been sufficiently completed by MRI, the operator terminates the treatment. At this time, the control circuit 12 can retrieve the history of the treatment condition from the memory and output the treatment record from the CRT 17 or the printer 20.
【0029】また、特開昭61−154667号公報に
も記載されているように、温度変化又は熱変性により超
音波画像上に変化が表れることは実験で確認されてお
り、これを用いた治療効果判定も可能である。Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-154667, it has been confirmed by experiments that a change appears on an ultrasonic image due to a temperature change or thermal denaturation. Effect determination is also possible.
【0030】このようにして、第1の実施の形態では、
3次元情報より腫瘍形状を正確に認識しながら、鋭く集
束された強力超音波により腫瘍を高温にできるため、患
者にとって低侵襲でかつ効果的に腫瘍を高温変性により
壊死させ得る。また変性領域を認識しながら治療できる
ため、腫瘍全体をくまなく治療でき、治療漏れによる再
発や転移等のリスクを低減できる。更に、生体や体腔内
プローブへ過剰な強さの強力超音波をかけたり、過剰に
加湿したりすることによる損傷を防ぎ、安全な治療を行
うことができる。As described above, in the first embodiment,
Since the tumor can be heated to a high temperature by sharply focused high-intensity ultrasound while accurately recognizing the tumor shape from the three-dimensional information, the tumor can be necrotized by high-temperature degeneration with low invasiveness to the patient and effectively. Further, since the treatment can be performed while recognizing the degenerated area, the entire tumor can be treated, and the risk of recurrence or metastasis due to omission of treatment can be reduced. Further, it is possible to prevent damage caused by applying excessively strong ultrasonic waves to a living body or a probe in a body cavity or by excessively humidifying, and to perform safe treatment.
【0031】また、MRIによって撮影された腫瘍組織
の3次元形状を認識しながら超音波治療を行なえるの
で、容易かつ正確な治療が可能になる。また、治療後の
状態をMRIに撮影すれば、治療効果を即時に知ること
ができる。なお、この例では3次元画像形成装置として
MRIを用いたが、X線CTスキャナを用いてもよい。Further, since the ultrasonic treatment can be performed while recognizing the three-dimensional shape of the tumor tissue imaged by MRI, the treatment can be performed easily and accurately. In addition, if the state after treatment is photographed on MRI, the effect of treatment can be immediately known. In this example, the MRI is used as the three-dimensional image forming apparatus, but an X-ray CT scanner may be used.
【0032】〔第2の実施の形態〕図2は本発明の第2
の実施の形態の構成を示すブロック図である。本実施の
形態では治療用の強力超音波の発射源としてフェーズド
アレイを用いた。[Second Embodiment] FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the embodiment. In the present embodiment, a phased array is used as a source of high-intensity ultrasonic waves for treatment.
【0033】アプリケータ1aは図3に示すように円形
平板の超音波振動子を径方向・周方向に分割した形状を
有し、中央には超音波断層像撮像用の超音波プローブ2
01が前後・回転移動可能に取り付けてある。駆動回路
群8aは分割した超音波振動子の個数のチャンネルに分
かれており、制御回路12からの信号により位相制御回
路204で遅延を与えられた独立のタイミング信号によ
り駆動される。これにより超音波の焦点は図3の6a,
6bに示すように3次元的に任意の場所に設定できる。As shown in FIG. 3, the applicator 1a has a shape obtained by dividing a circular flat ultrasonic transducer into radial and circumferential directions, and has an ultrasonic probe 2 for imaging an ultrasonic tomographic image in the center.
01 is attached so as to be able to move back and forth and rotate. The drive circuit group 8a is divided into channels corresponding to the number of divided ultrasonic transducers, and is driven by independent timing signals delayed by the phase control circuit 204 by a signal from the control circuit 12. Thereby, the focal point of the ultrasonic wave is 6a in FIG.
As shown in FIG. 6b, it can be set at an arbitrary location three-dimensionally.
【0034】なお、この遅延時間制御による焦点位置の
移動操作は、「USP−4526168」に詳述されて
いる。この際、アプリケータ位置検出装置19は単にア
プリケータ1aの全体の位置だけでなく超音波プローブ
201の相対位置を検出し制御回路12と超音波画像装
置202にデータ送る。また制御回路12からも超音波
画像装置202にフェーズドアレイによる設定焦点位置
の情報が送られる。このため超音波画像装置202には
治療中もリアルタイムで治療部位である腫瘍7の状況と
焦点6の位置を表示することが可能である。The operation of moving the focal position by the delay time control is described in detail in US Pat. No. 4,526,168. At this time, the applicator position detecting device 19 detects not only the entire position of the applicator 1a but also the relative position of the ultrasonic probe 201, and sends the data to the control circuit 12 and the ultrasonic imaging device 202. The control circuit 12 also sends information on the set focal position by the phased array to the ultrasonic imaging apparatus 202. For this reason, it is possible to display the status of the tumor 7 as the treatment site and the position of the focal point 6 on the ultrasonic imaging device 202 in real time even during the treatment.
【0035】またCRT17上には図4に示すように、
アプリケータ1a装着前のMRIのフリーズイメージ4
01上に、現在超音波プローブ201で走査している断
層位置402と治療用超音波の焦点領域403と治療用
超音波の入射経路404とを重ねて表示することができ
る。On the CRT 17, as shown in FIG.
MRI freeze image 4 before applicator 1a installation
A tomographic position 402 currently being scanned by the ultrasonic probe 201, a focal region 403 of the therapeutic ultrasonic wave, and an incident path 404 of the therapeutic ultrasonic wave can be displayed on 01 in a superimposed manner.
【0036】また本実施の形態ではMRIの静磁場コイ
ル9と勾配磁場用コイル10をヘルムホルツ形状とし中
央に作業孔203を設けた。また、アプリケータ1は非
磁性体で構成されている。従って送受信用RFコイル1
1の向きを調整すれば、上方(または下方)から患者3
の位置を変えることなく、直接アプリケータ1を装着す
ることが可能である。これにより前記第1の実施の形態
で行なっているような患者3の出し入れをする必要がな
く、治療と観察の時間ズレやその間での患者3の動きの
リスクを少なくできる。In this embodiment, the MRI static magnetic field coil 9 and the gradient magnetic field coil 10 are Helmholtz-shaped, and a work hole 203 is provided at the center. The applicator 1 is made of a non-magnetic material. Therefore, the transmitting and receiving RF coil 1
If the direction of the patient 1 is adjusted, the patient 3 can be seen from above (or below).
Can be mounted directly without changing the position of the applicator 1. Thus, it is not necessary to take the patient 3 in and out as in the first embodiment, and it is possible to reduce the time lag between the treatment and the observation and the risk of movement of the patient 3 during the time.
【0037】更に、3次元情報により体内の患部の形状
を正確に認識し、あらかじめ治療計画を立てることがで
きるため、障害物の影響等を考慮でき、治療漏れや危険
な箇所への衝撃波照射を避けることができるうえ、衝撃
波照射が治療計画に従って行われているかを監視しなが
ら治療を進めることができ、誤照射等の危険を低減する
ことができる。Furthermore, since the shape of the affected part in the body can be accurately recognized based on the three-dimensional information and a treatment plan can be made in advance, the influence of an obstacle can be taken into consideration, and treatment waves can be omitted or shock waves can be applied to dangerous parts. In addition, the treatment can be performed while monitoring whether or not the shock wave irradiation is performed according to the treatment plan, and the risk of erroneous irradiation and the like can be reduced.
【0038】〔第3の実施の形態〕次に、図5は本発明
の第3の実施の形態の構成を示すブロック図である。[Third Embodiment] FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.
【0039】同図において、超音波発生源31は、複数
のピエゾ素子を凹面をなすように球殻状に配列してお
り、水袋32を介して患者33とカップリングされる。
超音波発生源31の中心には、腫瘍34の超音波画像を
描出するための超音波プローブ36が付設されている。
この超音波プローブ36は、前後方向へのスライドと回
転移動が可能に構成され、超音波画像診断装置38に接
続されている。In the figure, the ultrasonic source 31 has a plurality of piezo elements arranged in a spherical shell so as to form a concave surface, and is coupled to a patient 33 via a water bag 32.
An ultrasonic probe 36 for drawing an ultrasonic image of the tumor 34 is provided at the center of the ultrasonic source 31.
The ultrasonic probe 36 is configured to be slidable and rotationally movable in the front-rear direction, and is connected to an ultrasonic diagnostic imaging device 38.
【0040】駆動回路40は、ピエゾ素子を駆動して患
者33の体内の腫瘍34に超音波を照射させるものであ
る。The drive circuit 40 drives the piezo element to irradiate the tumor 34 in the body of the patient 33 with ultrasonic waves.
【0041】この例では、前記第2の実施の形態と同様
にフェーズドアレイタイプのピエゾ素子を用いて所望す
る部位に超音波を照射している。従って、複数の駆動回
路40の駆動タイミングを複数のディレイ回路43によ
って制御することにより、アプリケータを移動させずに
焦点位置や音場、加温・加熱領域を操作することができ
る。In this example, a desired portion is irradiated with ultrasonic waves by using a phased array type piezo element as in the second embodiment. Therefore, by controlling the drive timing of the plurality of drive circuits 40 by the plurality of delay circuits 43, it is possible to operate the focal position, the sound field, and the heating / heating area without moving the applicator.
【0042】駆動回路40および駆動用トリガパルス発
生回路44は、制御回路42によって制御される。すな
わち、加温・加熱時は、一定電圧のバースト信号を連続
的に出力させる。このとき電源回路41により駆動回路
に電源を供給する。なお、駆動回路40および駆動用ト
リガパルス発生回路44の構成については「特願平3−
306106」に詳説されている。The drive circuit 40 and the drive trigger pulse generation circuit 44 are controlled by a control circuit 42. That is, at the time of heating and heating, a burst signal of a constant voltage is continuously output. At this time, power is supplied to the drive circuit by the power supply circuit 41. The configurations of the driving circuit 40 and the driving trigger pulse generating circuit 44 are described in Japanese Patent Application No. Hei.
306106 ".
【0043】また、制御回路42は任意位置におかれた
焦点35、音場領域および加温・加熱領域を求め、これ
らの情報をディジタルスキャンコンバータ39(以下、
DSC39)に出力する。The control circuit 42 calculates the focal point 35, the sound field area, and the heating / heating area at arbitrary positions, and converts these information into a digital scan converter 39 (hereinafter, referred to as a digital scan converter 39).
DSC39).
【0044】DSC39は、超音波画像診断装置38で
生成された超音波画像上に治療モード情報やフェーズド
アレイにおける仮想焦点35、音場領域および加温・加
熱領域を重畳するものであり、重畳された画像は、CR
T37に表示される。また、加温領域、加熱領域は、焦
点位置や形状等を流体方程式や生体の熱吸収係数等によ
り、近似的に計算できる。The DSC 39 superimposes the treatment mode information, the virtual focus 35 in the phased array, the sound field area and the heating / heating area on the ultrasonic image generated by the ultrasonic image diagnostic apparatus 38. Image is CR
It is displayed at T37. In the heating region and the heating region, the focal position, the shape, and the like can be approximately calculated by a fluid equation, a heat absorption coefficient of a living body, and the like.
【0045】CRT37には、超音波画像からの情報に
より患者の体内の腫瘍の3次元像46を計算により合成
し表示してもよい。これらの計算は、制御回路42によ
り行われる。また、体内の腫瘍の3次元画像は、MRI
やX線CTスキャナを用いて撮影しても良い。On the CRT 37, a three-dimensional image 46 of the tumor in the patient's body may be synthesized and displayed based on information from the ultrasonic image. These calculations are performed by the control circuit 42. In addition, three-dimensional images of tumors in the body
Alternatively, imaging may be performed using an X-ray CT scanner.
【0046】図6は、CRT37に表示される画面の一
例であり、患者の体内の腫瘍の3次元像を示している。
腫瘍は、例えば図6(a)のような等間隔の断面をCR
T37上に映し、図6(b)のように画像上の腫瘍34
の輪郭の情報を画像データ入力装置45に読み込ませ、
制御回路42における積分計算により合成した3次元像
を再びCRT37上に表示させる。この方法は、「特開
昭61−209643」に詳説されている。また、腫瘍
の輪郭の情報は、ライトペン49を用いてCRT37上
から入力してもよい。FIG. 6 is an example of a screen displayed on the CRT 37, and shows a three-dimensional image of a tumor in a patient's body.
As for the tumor, for example, an equally-spaced cross section as shown in FIG.
As shown in FIG. 6 (b), the tumor 34
Is read into the image data input device 45,
The three-dimensional image synthesized by the integral calculation in the control circuit 42 is displayed on the CRT 37 again. This method is described in detail in JP-A-61-209643. The information on the outline of the tumor may be input from the CRT 37 using the light pen 49.
【0047】3次元像46上には、制御回路42によっ
て計算された、照射によって加熱・加温された箇所48
が明示される。この時、結石破砕時と加温時及び加熱時
の色はそれぞれ異なる。このため、過剰に加熱・加温す
るという誤操作を引き起こすことはない。On the three-dimensional image 46, a location 48 heated and heated by irradiation calculated by the control circuit 42.
Is specified. At this time, the colors at the time of calculus crushing, at the time of heating and at the time of heating are different from each other. Therefore, an erroneous operation of excessively heating and heating does not occur.
【0048】さらに、腫瘍と超音波プローブの位置関係
を明確にするため、3次元画像上にはXYZ軸47が表
示される。また、3次元像作成のために、図7のように
CRT37上に表示された腫瘍の縦、横、高さのそれぞ
れの最大径を画像データ入力装置45により入力し、腫
瘍とほぼ同様な大きさの楕円体を制御回路42により積
分計算し、3次元像としてCRT37に表示させてもよ
い。Further, to clarify the positional relationship between the tumor and the ultrasonic probe, XYZ axes 47 are displayed on the three-dimensional image. Further, in order to create a three-dimensional image, the maximum diameter of each of the length, width and height of the tumor displayed on the CRT 37 as shown in FIG. The ellipsoid may be integrated by the control circuit 42 and displayed on the CRT 37 as a three-dimensional image.
【0049】図8,9は、キャビテーションの影響によ
るエネルギーの損失が少なくなるように加温・加熱時の
連続照射の際のそれぞれの焦点位置をなるべく離したと
きの照射位置の順番を示している。FIGS. 8 and 9 show the order of irradiation positions when the focal positions in continuous irradiation during heating and heating are separated as much as possible so that energy loss due to cavitation is reduced. .
【0050】まず、図8(a),(b)のように腫瘍を
縦方向、横方向にそれぞれΔd1、Δd2の厚さで区切
る。この厚さは超音波が集束された時に十分に加熱・加
温できる範囲で焦点サイズや生体の熱吸収係数を考慮し
た計算により決められる。First, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the tumor is divided vertically and horizontally by thicknesses Δd1 and Δd2, respectively. This thickness is determined by calculation in consideration of the focal spot size and the heat absorption coefficient of the living body within a range where heating and heating can be sufficiently performed when the ultrasonic waves are focused.
【0051】次に、各エリアに図9(c)に示す順番で
照射していく。集束位置は、制御回路によってコントロ
ールされる。この場合、焦点の動く範囲は図のような、
焦点サイズより小さい8つの正方形からなる長方形で、
腫瘍の輪郭が全くかからない部分は照射しない。このよ
うにすれば、正常な組織を破壊することが少なくなる。Next, each area is irradiated in the order shown in FIG. The focusing position is controlled by a control circuit. In this case, the range of focus movement is
A rectangle consisting of eight squares smaller than the focal size,
Do not irradiate the area where the tumor outline is not visible at all. In this way, destruction of normal tissue is reduced.
【0052】このように、本発明の第3の実施の形態で
は、焦点位置をエリアに基づき、必ずしも連続でなく自
由に移動させることにより、照射位置に関する自由な治
療計画が可能になる。また、キャビテーションにより発
生する気泡が強力超音波を反射することによる、強力超
音波の焦点でのエネルギーの損失が少なくなるように焦
点を移動制御することにより、無駄なエネルギーを使う
ことなく、効率よく加温・加熱でき、治療に要する時間
も短くすることができる。また、上記の超音波画像上に
照射によって加熱・加温された箇所が明示されるため、
過剰に加熱・加温するという誤操作を引き起こすことは
ない。As described above, in the third embodiment of the present invention, the treatment position can be freely planned with respect to the irradiation position by moving the focal position based on the area and not necessarily continuously but freely. Also, by controlling the movement of the focal point so that the energy loss at the focal point of the strong ultrasonic waves due to the reflection of the strong ultrasonic waves by the bubbles generated by cavitation, without using wasteful energy, efficiently It can be heated and heated, and the time required for treatment can be shortened. In addition, since the location heated and heated by irradiation on the ultrasonic image is clearly indicated,
It does not cause erroneous operation such as excessive heating and heating.
【0053】従って、照射位置に関する自由な治療計画
が可能になるので、安全で正確な治療が図れる。また、
キャビテーションの影響による強力超音波の焦点でのエ
ネルギーの損失が少なくなり、無駄なエネルギーを使う
ことなく、効率よく加温・加熱でき、治療に要する時間
も短くなるので、患者に対する負担の軽減が図れるよう
になる。なお、焦点の移動は、超音波振動子を機械的に
動かす事によっても可能である。[0053] Therefore, a free treatment plan for the irradiation position can be made, and safe and accurate treatment can be achieved. Also,
The loss of energy at the focal point of strong ultrasonic waves due to the effects of cavitation is reduced, heating and heating can be efficiently performed without wasting energy, and the time required for treatment is shortened, so that the burden on the patient can be reduced. Become like The focal point can be moved by mechanically moving the ultrasonic transducer.
【0054】〔第4の実施の形態〕次に、本発明に係る
第4の実施の形態について説明する。この例では、MR
I装置のRFコイルとして体腔内コイルを用いる。この
例では静磁場コイル9(図2参照)をヘルムホルツ型、
勾配磁場用コイル10をアンダーソン(Gx ,Gy)&
マクスウェル(Gz )とし、中央に作業孔203を設け
た。従って、図10に示すように、体腔内コイル11a
を患者体内に挿入すれば上方(又は下方)から患者3の
位置を変えることなく、アプリケータ1をメカニカルア
ーム18(図2)により上下させるだけで直接装着する
ことが可能である。これにより患者3をガントリから出
し入れする必要がなく、治療と観察の時間ズレやその間
での患者3の動きのリスクを少なくできる。[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. In this example, MR
A coil in the body cavity is used as the RF coil of the I device. In this example, the static magnetic field coil 9 (see FIG. 2) is a Helmholtz type,
The gradient coil 10 is connected to Anderson (Gx, Gy) &
Maxwell (Gz) was provided with a work hole 203 at the center. Therefore, as shown in FIG.
By inserting the applicator 1 into the patient's body, the applicator 1 can be directly mounted by simply moving the applicator 1 up and down by the mechanical arm 18 (FIG. 2) without changing the position of the patient 3 from above (or below). This eliminates the need to move the patient 3 in and out of the gantry, thereby reducing the time lag between treatment and observation and the risk of movement of the patient 3 during that time.
【0055】当初の治療計画が終了し、しかもMRIに
よる治療効果判定で十分治療が完了したと判断できる状
況になったら、操作者は治療を終了する。この時制御回
路12(図2)は治療条件の履歴をメモリから呼び出
し、治療記録をCRT17あるいはプリンタ20から出
力できる。When the initial treatment plan has been completed and the situation is such that it is possible to determine that the treatment has been sufficiently completed by the treatment effect determination by MRI, the operator ends the treatment. At this time, the control circuit 12 (FIG. 2) can retrieve the history of the treatment condition from the memory and output the treatment record from the CRT 17 or the printer 20.
【0056】図11は、体腔内プローブの説明図であ
る。この例では、前立腺癌の治療のために直腸にプロー
ブを挿入した場合を示している。体腔内プローブ27
は、内部の体腔内コイル11aと、側面に複数個の強力
超音波の強度センサ61、温度センサ60と、プローブ
27の本体の周りを液体で満たす水袋64と、プローブ
27からの情報を制御回路12に伝えるケーブル63
と、水袋64に液体を出し入れする注水ホース62とか
ら構成される。FIG. 11 is an explanatory view of the probe in the body cavity. In this example, a case where a probe is inserted into the rectum for treating prostate cancer is shown. Body cavity probe 27
Controls information from the internal body coil 11a, a plurality of strong ultrasonic intensity sensors 61 and temperature sensors 60 on the side surface, a water bag 64 that fills a liquid around the body of the probe 27, and the information from the probe 27. Cable 63 for transmitting to circuit 12
And a water injection hose 62 for taking liquid in and out of the water bag 64.
【0057】まず、体腔内プローブ27を患者体内の腫
瘍7(前立腺癌)の近傍で、強力超音波の通過する位置
にあるように、患者3の直腸内に挿入する。次に、プロ
ーブ27の表面を覆っている伸縮性に富む素材の水袋6
4に水回路66の制御により液体(水)65を満たし、
強力超音波の通過する位置に気体が入らないようにす
る。本実施の形態では複数個の強力超音波の強度センサ
61(例えばPVDF膜)と温度センサ60(例えば熱
電対)は、水袋64の表面に装着してあり、液体65に
接触することはなく、腸壁28に密着する構造になって
いる。また、複数のセンサ60,61はプローブ27の
側面に均等に装着されているため、挿入時に特にプロー
ブの向きを考える必要はない。First, the intracavity probe 27 is inserted into the rectum of the patient 3 near the tumor 7 (prostate cancer) in the patient so as to be at a position where strong ultrasonic waves pass. Next, a water bag 6 made of a highly elastic material covering the surface of the probe 27 is used.
4 is filled with liquid (water) 65 by controlling the water circuit 66,
Make sure that no gas enters the position where high-intensity ultrasonic waves pass. In the present embodiment, a plurality of high-intensity ultrasonic intensity sensors 61 (for example, PVDF film) and temperature sensors 60 (for example, thermocouples) are mounted on the surface of the water bag 64 and do not come into contact with the liquid 65. , And is in contact with the intestinal wall 28. Further, since the plurality of sensors 60 and 61 are evenly mounted on the side surface of the probe 27, it is not necessary to particularly consider the direction of the probe at the time of insertion.
【0058】腫瘍7にアプリケータから強力超音波が照
射されると、複数の強力超音波強度センサ61と温度セ
ンサ60が、それぞれの位置での強力超音波強度と温度
を計測する。この情報は制御回路12に送られる。制御
回路12はあらかじめ記憶させてある最適値と複数のセ
ンサからの情報の最大値との差を計算し、強力超音波の
照射条件を変えることによりその差がなくなるように、
位相制御回路204をコントロールする。When the tumor 7 is irradiated with strong ultrasonic waves from the applicator, a plurality of strong ultrasonic intensity sensors 61 and temperature sensors 60 measure the strong ultrasonic intensity and the temperature at each position. This information is sent to the control circuit 12. The control circuit 12 calculates the difference between the optimum value stored in advance and the maximum value of the information from the plurality of sensors, and changes the irradiation condition of the strong ultrasonic wave so that the difference disappears.
The phase control circuit 204 is controlled.
【0059】治療中、水袋64内の液体65は水回路6
6の制御により循環し、加熱による腸壁の損傷を防止す
るための冷却剤として働く。ここでは、前立腺癌の治療
について説明したが、膀胱や子宮等の腫瘍についても同
様に適用できる。During treatment, the liquid 65 in the water bag 64 is
It circulates under the control of 6, and acts as a coolant for preventing damage to the intestinal wall due to heating. Here, the treatment of prostate cancer has been described, but the present invention can be similarly applied to tumors such as bladder and uterus.
【0060】なお、この第4の実施の形態では、体腔内
プローブを使用する例を図2に示した実施の形態を適用
させて説明したが、これを図1に示す実施の形態に適用
することも可能である。 また、図1,2に示す静磁場
コイル9と勾配磁場コイル10は、図12に示す静磁場
コイル9aと勾配磁場コイル10aのように配置しても
よい。In the fourth embodiment, an example in which an intracavity probe is used has been described by applying the embodiment shown in FIG. 2, but this is applied to the embodiment shown in FIG. It is also possible. In addition, the static magnetic field coil 9 and the gradient magnetic field coil 10 shown in FIGS. 1 and 2 may be arranged like the static magnetic field coil 9a and the gradient magnetic field coil 10a shown in FIG.
【0061】なお、この例では癌治療について説明した
が、結石破砕にも用いられることは明らかである。ま
た、CRT17上には図4に示すように、アプリケータ
1装着前のMRIのフリーズイメージ401上に、現在
超音波プローブ21で走査している断層位置402と治
療用超音波の焦点領域403と治療用超音波の入射経路
404とを重ねて表示することができる。Although the treatment for cancer has been described in this example, it is apparent that the present invention can also be used for calculus crushing. As shown in FIG. 4, on the CRT 17, a tomographic position 402 currently scanned by the ultrasonic probe 21 and a focal region 403 of the therapeutic ultrasonic wave are displayed on an MRI freeze image 401 before the applicator 1 is mounted. The incident path 404 of the therapeutic ultrasonic wave can be superimposed and displayed.
【0062】〔第5の実施の形態〕次に、本発明の第5
の実施の形態について説明する。この実施の形態ではM
RI装置によって被検体の3次元画像を得、治療部位の
断層像を超音波画像として得るとともに、前記3次元画
像からMR2次元画像を再構成する。そして、両画像を
参照して診断に供するものである。なお、装置は図2に
示したものと同一であるので、同図に基づいて説明す
る。[Fifth Embodiment] Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described. In this embodiment, M
A three-dimensional image of the subject is obtained by the RI device, a tomographic image of the treatment site is obtained as an ultrasonic image, and an MR two-dimensional image is reconstructed from the three-dimensional image. The images are referred to for diagnosis. Since the device is the same as that shown in FIG. 2, the description will be made with reference to FIG.
【0063】図2において、患者3は電動テーブル上に
仰臥位置にセットされ、静磁場コイル9と勾配磁場用コ
イル10とRFコイル11が内蔵されている撮像用のガ
ントリ(図示せず)内に制御回路12に制御されたテー
ブル移動装置13により送り込まれる。In FIG. 2, a patient 3 is set on a motorized table in a supine position, and is placed in an imaging gantry (not shown) in which a static magnetic field coil 9, a gradient magnetic field coil 10, and an RF coil 11 are built. It is sent by the table moving device 13 controlled by the control circuit 12.
【0064】次に制御回路12は勾配磁場電源14、送
受信回路15をコンソール16より指示した所定のシー
ケンス(例えばT2強調撮像法)により起動し、患者3
体内の3次元の画像情報を、図示しないメモリ内に記憶
する。この3次元情報は制御回路12により図13
(a)に示すように、CRT17上に例えばワイヤーフ
レームを用いた疑似3次元表示のような任意の形で表示
することもできる。Next, the control circuit 12 activates the gradient magnetic field power supply 14 and the transmission / reception circuit 15 according to a predetermined sequence (for example, T2-weighted imaging method) instructed from the console 16, and the patient 3
The three-dimensional image information of the body is stored in a memory (not shown). This three-dimensional information is transmitted to the
As shown in (a), the image can be displayed on the CRT 17 in an arbitrary form such as a pseudo three-dimensional display using a wire frame.
【0065】次に操作者は治療部位である腫瘍7を含む
体内のMRI画像71を見ながら、コンソール16より
治療計画を入力する。Next, the operator inputs a treatment plan from the console 16 while viewing the in-vivo MRI image 71 including the tumor 7 which is the treatment site.
【0066】ここで、治療計画とは焦点の走査方法・走
査範囲や超音波の照射強度・時間・インターバルなどを
いう。また、CRT17上には、単に焦点だけでなく、
現在超音波プローブ201で走査している断層位置73
と治療用超音波の焦点領域75と治療用超音波の入射経
路74が表示でき、途中の骨などの影響を考慮した治療
計画を立てる上でも有用と考えられる。更に、治療計画
上の焦点の走査範囲72を図示したり、超音波の照射強
度・時間・インターバル等も画面上に表示したりでき
る。治療中には、治療の進行状況が一目で分かるよう
に、超音波が照射された箇所の色が変化する。Here, the treatment plan refers to a method of scanning a focus, a scan range, an irradiation intensity of ultrasonic waves, a time, an interval, and the like. Also, on the CRT 17, not only the focus,
The tomographic position 73 currently scanned by the ultrasonic probe 201
In addition, the focal region 75 of the therapeutic ultrasonic wave and the incident path 74 of the therapeutic ultrasonic wave can be displayed, which is considered to be useful for making a treatment plan in consideration of the influence of bones and the like in the middle. Further, the scanning range 72 of the focal point on the treatment plan can be shown, and the irradiation intensity, time, interval, etc. of the ultrasonic wave can be displayed on the screen. During the treatment, the color of the portion irradiated with the ultrasound changes so that the progress of the treatment can be seen at a glance.
【0067】図13(b)は、超音波断層像とMRIの
3次元画像データから現在の超音波と同じ断層像を再構
成した像71aを並べて表示したものを示している。FIG. 13B shows an ultrasonic tomographic image and an image 71a obtained by reconstructing the same tomographic image as the current ultrasonic wave from MRI three-dimensional image data, which are displayed side by side.
【0068】ここで超音波プローブ201を動かしても
再構成像71aが追従して表示されるため、術前に治療
計画を立てた時に用いた画像データに対し、現在観察し
ている超音波像の位置関係を正しく把握することができ
る。Here, even if the ultrasonic probe 201 is moved, the reconstructed image 71a is displayed so as to follow the ultrasonic image. Can be correctly grasped.
【0069】また逆に、両画面間に大きな差異が現れた
場合は、治療途中での患者の体の動きなどが予想される
ため、再位置決めを行うことになる。これらの像にも、
現在の焦点だけでなく、現在超音波プローブ201で走
査している断層位置73と治療用超音波の焦点領域75
と治療用超音波の入射経路74と、断層で見た場合の治
療計画上の焦点の走査範囲72aや超音波の照射強度・
時間・インターバル等を画面上に表示できる。Conversely, if a large difference appears between the two screens, the patient's body is expected to move during the treatment, so that repositioning is performed. These statues also
Not only the current focal point, but also the tomographic position 73 currently being scanned by the ultrasonic probe 201 and the focal region 75 of the therapeutic ultrasonic wave
And the incident path 74 of the therapeutic ultrasonic wave, the scanning scanning range 72a of the focal point on the treatment plan when viewed on the tomography, the irradiation intensity of the ultrasonic wave,
Time, interval, etc. can be displayed on the screen.
【0070】また、再構成した像は、超音波断層像と同
スケールであるが、拡大、縮小も可能である。図13
(a),(b)の画像を同時に表示することもできる。
超音波画像及びMRI画像は必要に応じて色をつけた
り、色を変えたりすることができる。これらの操作は、
制御回路12での計算によって行われる。The reconstructed image has the same scale as the ultrasonic tomographic image, but can be enlarged or reduced. FIG.
The images (a) and (b) can be displayed simultaneously.
The ultrasound image and the MRI image can be colored or changed in color as needed. These operations are
The calculation is performed by the control circuit 12.
【0071】焦点6の位置と当初決定した治療計画の焦
点位置との一致状態をアプリケータ位置検出装置19と
制御回路12がチェックし、制御回路12が超音波照射
の開始を駆動回路8aに指示し、治療が開始される。The applicator position detecting device 19 and the control circuit 12 check whether the position of the focal point 6 matches the initially determined focal position of the treatment plan, and the control circuit 12 instructs the drive circuit 8a to start ultrasonic irradiation. Then, treatment is started.
【0072】治療はあらかじめ決めておいた治療計画に
従って、制御回路12の制御のもとで、自動的に行われ
るが、手動でも可能である。手動で治療を行っている際
に治療計画からはずれると警告音、画面表示等(図示せ
ず)で知らされる。ただし、術者が必要と判断した際に
は、制御回路12に記憶された治療計画をコンソール1
6又は、ライトペン(不図示)からの入力により変更す
ることができる。The treatment is automatically performed under the control of the control circuit 12 in accordance with a predetermined treatment plan, but can also be performed manually. If the patient is out of the treatment plan during manual treatment, the user is notified by a warning sound, a screen display, or the like (not shown). However, when the surgeon determines that it is necessary, the treatment plan stored in the control circuit 12 is displayed on the console 1.
6 or can be changed by input from a light pen (not shown).
【0073】また本実施の形態ではMRIのガントリの
中央に作業孔203が設けられているので、送受信用R
Fコイル11の向きを調節すれば、上方(又は下方)か
ら患者3の位置を変えることなく、直接アプリケータ1
をメカニカルアーム18により上下させるだけで直接装
着することが可能である。これにより患者3をガントリ
から出し入れする必要がなく、治療と観察の時間ズレや
その間での患者3の動きのリスクを少なくできる。ま
た、MRI撮像部と強力超音波による治療部を分け、テ
ーブル移動装置13によって患者を移動させてもよい。In this embodiment, since the working hole 203 is provided at the center of the MRI gantry, the transmitting and receiving R
If the orientation of the F coil 11 is adjusted, the applicator 1 can be directly moved without changing the position of the patient 3 from above (or below).
Can be directly mounted simply by raising and lowering with the mechanical arm 18. This eliminates the need to move the patient 3 in and out of the gantry, thereby reducing the time lag between treatment and observation and the risk of movement of the patient 3 during that time. Further, the MRI imaging unit and the high-intensity ultrasonic treatment unit may be separated, and the patient may be moved by the table moving device 13.
【0074】当初の治療計画の中間・あるいは終了と思
われる時点で超音波の照射を停止し、アプリケータ1を
患者3から取り除き、治療の進行状況を観察する。これ
は、前記動作と同様に行われ、腫瘍7周囲のMRI画像
を撮像し、生体の変化を調べる。ここで前記「作用」で
も説明したように治療前にメモリ上に記憶しておいたT
2強調画像のデータと今回のデータをサブトラクション
すると熱変性領域が明瞭に確認でき、治療が十分に行わ
れたのか、あるいは不十分で再治療が必要かを判断でき
る。またこれは当初から治療計画に盛り込んで、所定治
療時間おきに自動的に撮像することも可能である。The ultrasonic irradiation is stopped at the time when it is considered to be in the middle or at the end of the initial treatment plan, the applicator 1 is removed from the patient 3, and the progress of the treatment is observed. This is performed in the same manner as the above-described operation, and an MRI image around the tumor 7 is taken to check a change in a living body. Here, as described in the “action”, the T stored in the memory before the treatment is used.
By subtracting the data of the 2-weighted image and the current data, the heat-denatured region can be clearly confirmed, and it can be determined whether the treatment has been sufficiently performed or whether the treatment is insufficient and re-treatment is necessary. It is also possible to incorporate this into the treatment plan from the beginning and automatically take an image at predetermined treatment times.
【0075】MRIによる治療効果判定で十分治療が完
了したと判断できる状況になったら、操作者は治療を終
了する。この時制御回路12は治療条件の履歴をメモリ
から呼び出し、治療記録をCRT17から出力できる。When it becomes possible to determine that the treatment has been completed sufficiently by the treatment effect determination by MRI, the operator ends the treatment. At this time, the control circuit 12 can retrieve the history of the treatment condition from the memory and output the treatment record from the CRT 17.
【0076】ここで、送受信用RFコイルとして体腔内
コイルを使用してもよい。また、超音波振動子にフェイ
ズドアレイを用いたが、これはアニュラーアレイでもよ
いし、アプリケータを機械的に動かして焦点を移動させ
てもよい。Here, a coil in a body cavity may be used as the RF coil for transmission / reception. Although the phased array is used for the ultrasonic transducer, it may be an annular array, or the focal point may be moved by mechanically moving the applicator.
【0077】また、MRI装置の代わりにX線CTを用
いてもよい。本実施の形態では腫瘍の治療について説明
したが、これは、体内の結石を強力超音波で破砕治療す
る装置においても同様に適応できる。Further, an X-ray CT may be used instead of the MRI apparatus. Although the present embodiment has described the treatment of a tumor, the present invention can be similarly applied to a device for crushing and treating a calculus in a body with powerful ultrasonic waves.
【0078】[0078]
【発明の効果】本発明に係る超音波治療装置は、所定の
距離をおいて超音波の焦点移動を図ることができる。こ
のため、連続的に超音波を照射することで正常組織にダ
メージを与える不都合を防止することができる。The ultrasonic therapy apparatus according to the present invention can move the focal point of an ultrasonic wave at a predetermined distance. For this reason, the inconvenience of damaging normal tissues by continuously irradiating ultrasonic waves can be prevented.
【0079】また、所定の距離をおいて超音波の焦点移
動を図ることができるため、前波により発生したキャビ
テーションを避けて後波の照射を行うことができ、該前
波によるキャビテーションの影響で後波の超音波エネル
ギーが減衰して治療に支障をきたす不都合を防止するこ
とができる。Further, since the focal point of the ultrasonic wave can be moved at a predetermined distance, the irradiation of the rear wave can be performed while avoiding the cavitation generated by the front wave. It is possible to prevent a disadvantage that the ultrasonic energy of the back wave is attenuated and interferes with the treatment.
【図1】本発明の第1の実施の形態の超音波治療装置の
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic therapy apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
【図3】第2の実施の形態におけるアプリケータの模式
図である。FIG. 3 is a schematic diagram of an applicator according to a second embodiment.
【図4】CRTの表示例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a display example of a CRT.
【図5】本発明の第3の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
【図6】計算によって作成された生体内の腫瘍の3次元
画像を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a three-dimensional image of a tumor in a living body created by calculation.
【図7】生体内の腫瘍の3次元画像の作成方法の1例を
示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a method for creating a three-dimensional image of a tumor in a living body.
【図8】腫瘍画像の分割方法を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method for dividing a tumor image.
【図9】超音波の照射順序を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an irradiation order of ultrasonic waves.
【図10】本発明の第4の実施の形態に係る腫瘍部及び
その周辺を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a tumor part and its periphery according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】体腔内プローブとその周辺に付設された器具
を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory view showing an intracavity probe and instruments provided around the probe.
【図12】患者のMRI装置の各コイルの位置関係を示
す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a positional relationship between respective coils of a patient's MRI apparatus.
【図13】MRI画像と超音波画像の撮影領域を模式的
に示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram schematically showing imaging regions of an MRI image and an ultrasonic image.
1 アプリケータ 2 超音波振動子 3 患者 4 カップリング液 5 水袋 6 焦点 7 腫瘍 8 駆動回路 9 静磁場コイル 10 勾配磁場コイル 11 RFコイル 12 制御回路 13 テーブル移動装置 14 勾配磁場電源 15 送受信回路 16 コンソール 17 CRT 18 メカニカルアーム 19 アプリケータ位置検出装置 20 プリンタ 27 体腔内プローブ 28 腸壁 31 強力超音波発生源 32 水袋 33 患者 34 腫瘍 35 焦点 36 超音波プローブ 37 CRT 38 超音波画像診断装置 39 ディジタルスキャンコンバータ 40 駆動回路 41 電源回路 42 制御回路 43 ディレイ回路 44 駆動用トリガパルス発生回路 45 画像データ入力装置 46 生体内の腫瘍の3次元画像 47 XYZ軸 48 加熱・加温された箇所 49 ライトペン 60 温度センサ 61 超音波強度センサ 64 水袋 65 水 71 MRI画像 72 走査範囲 73 断層位置 75 焦点領域 201 超音波プローブ 202 超音波画像装置 203 作業孔 204 位相制御回路 401 イメージ 402 断層位置 403 焦点領域 404 入射経路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Applicator 2 Ultrasonic transducer 3 Patient 4 Coupling liquid 5 Water bag 6 Focus 7 Tumor 8 Drive circuit 9 Static magnetic field coil 10 Gradient magnetic field coil 11 RF coil 12 Control circuit 13 Table moving device 14 Gradient magnetic field power supply 15 Transmission / reception circuit 16 Console 17 CRT 18 Mechanical arm 19 Applicator position detecting device 20 Printer 27 Intracavitary probe 28 Intestinal wall 31 Powerful ultrasonic source 32 Water bag 33 Patient 34 Tumor 35 Focus 36 Ultrasonic probe 37 CRT 38 Ultrasonic diagnostic imaging device 39 Digital Scan converter 40 Drive circuit 41 Power supply circuit 42 Control circuit 43 Delay circuit 44 Drive trigger pulse generation circuit 45 Image data input device 46 Three-dimensional image of tumor in living body 47 XYZ axis 48 Heated / heated part 49 Light pen Reference Signs List 60 temperature sensor 61 ultrasonic intensity sensor 64 water bag 65 water 71 MRI image 72 scanning range 73 tomographic position 75 focal region 201 ultrasonic probe 202 ultrasonic imaging device 203 working hole 204 phase control circuit 401 image 402 tomographic position 403 focal region 404 Incident path
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 義治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝総合研究所内 (72)発明者 鈴木 琢治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝総合研究所内 (72)発明者 佐藤 幸三 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝総合研究所内 (72)発明者 伊藤 阿耶雄 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshiharu Ishibashi 1 Toshiba-cho, Komukai-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Research Institute, Inc. (72) Inventor Takuji Suzuki 1 Toshiba-cho, Komukai-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Toshiba Research Institute, Inc. (72) Kozo Sato, Inventor Kozo Toshiba-cho, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture 1 Inside Toshiba Research Institute, Inc. (72) Inventor Aya Ito 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo No. 1 Toshiba Corporation head office
Claims (3)
波発生手段と、 前記超音波発生手段からの超音波を照射する被検体の照
射領域を複数の分割照射領域に分割する照射領域分割手
段と、 所定の分割照射領域分の距離を空けて、前記超音波発生
手段から各分割照射領域毎に照射される超音波の焦点が
移動するように、前記超音波発生手段から照射される超
音波の焦点位置を移動制御する焦点位置移動制御手段と
を有することを特徴とする超音波治療装置。1. An ultrasonic wave generating means for generating an ultrasonic wave for irradiating an object, and an irradiation area division for dividing an irradiation area of the object to be irradiated with an ultrasonic wave from the ultrasonic wave generating means into a plurality of divided irradiation areas. Means, at a distance corresponding to a predetermined divided irradiation area, so that the focal point of the ultrasonic wave irradiated from the ultrasonic wave generating means for each divided irradiation area moves, so that the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic wave generating means moves. An ultrasonic treatment apparatus comprising: a focus position movement control unit that controls movement of a focus position of a sound wave.
像撮像手段を有し、 前記照射領域分割手段は、前記断層像撮像手段により撮
像された断層像上における超音波の照射領域を、該照射
領域の中心を通る互いに直交する2本の直線で4等分割
して第1〜第4の中分割領域を形成すると共に、該各中
分割領域を前記超音波の焦点が移動する小分割領域に分
割し、 前記移動制御手段は、超音波の焦点が、超音波の各照射
毎に異なる中分割領域内の異なる小分割領域に移動する
ように、該超音波の焦点を移動制御することを特徴とす
る請求項1記載の超音波治療装置。2. A tomographic image capturing means for capturing an ultrasonic tomographic image in a subject, wherein the irradiation area dividing means determines an ultrasonic irradiation area on a tomographic image picked up by the tomographic image capturing means. Divides into four equal parts by two straight lines passing through the center of the irradiation area and orthogonal to each other to form first to fourth medium division areas, and each of the medium division areas has a small focal point of the ultrasonic wave. Dividing into divided areas, the movement control means controls the movement of the focal point of the ultrasonic waves so that the focal point of the ultrasonic waves moves to a different small divided area in a different middle divided area for each irradiation of the ultrasonic waves. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, wherein:
イタイプのピエゾ素子により形成されていることを特徴
とする請求項1又は請求項2記載の超音波治療装置。3. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 1, wherein said ultrasonic wave generating means is formed by a phased array type piezo element.
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