JP3369504B2 - Ultrasound therapy equipment - Google Patents
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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 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 stone crushing device for irradiating strong ultrasonic waves from outside the body to non-invasively crush stones has been put into practical use and is attracting attention for the treatment of stone diseases. 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 its advantages and disadvantages. 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, there is no consumable item, the strength of the strong ultrasonic wave can be arbitrarily controlled, and the drive waveform applied to multiple piezo elements is phase controlled By doing so, the focal position can be controlled, which is an excellent advantage (JP-A-60-145131, USP-452616).
8). Further, the shape of the focus can be changed by controlling the phase of the drive 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, hyperthermia (hyperthermia) has been attracting attention as one of the treatment techniques for malignant neoplasm, so-called cancer. This is because the tumor tissue has a higher temperature sensitivity than that of the normal tissue and dies when it is heated to 42.5 ° C or higher, and the method of locally heating the tumor site is particularly effective. 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 heating method, a method using an electromagnetic wave such as a microwave has been preceded. However, it is difficult to selectively heat a deep tumor due to the electric characteristics of the living body, and the treatment results. A good example of is limited to superficial tumors (within 5 cm in depth).
【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)。Therefore, a method utilizing acoustic energy such as ultrasonic waves has been considered for treating deep tumors. This utilizes the characteristics of focusing the ultrasonic beam and having a deep arrival depth. Further, there is also reported a treatment method in which the above-mentioned heating treatment method is advanced to heat the tumor portion to 80 ° C. or higher to burn out the tumor tissue (Japanese Patent Application No. 3-306).
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。The method of heating by ultrasonic waves includes an ultrasonic transducer in which a plurality of ultrasonic vibrators having a spherical ultrasonic wave emitting surface are combined, or an annular device in which ring-type ultrasonic vibrators are concentrically arranged. Those using an array ultrasonic transducer have been proposed. In particular, if 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 focal point three-dimensionally by one step has been proposed (USP-4526168). Further, there is also proposed a structure in which a calculus crushing device and a heating / heating device are integrated (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)。Regarding the heating / heating device as described above, there has been proposed a method of uniformly heating / heating the affected area by utilizing the small focal point which is a characteristic of the piezo system (Japanese Patent Laid-Open No. 61-61). -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、腫瘍部を加温する際にはその温度を知るこ
とができなかっため、治療漏れや過剰に加熱する問題が
あった。However, the conventional ultrasonic therapy apparatus has a problem that the temperature of the tumor part cannot be known when it is heated, resulting in leakage of treatment or excessive heating.
【0010】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、腫瘍部の温度を検出して治療条件を可変する
ことで、治療漏れや過剰に加熱する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 by detecting the temperature of the tumorous part and varying the treatment condition, it is possible to prevent the inconvenience of treatment leakage or excessive heating. The purpose of the present invention is to provide a new ultrasonic treatment device.
【0011】[0011]
【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
体の体腔内に挿入される体腔内プローブと、前記体腔内
プローブの外周に沿って設けられ、所定の液体で満たさ
れる液体収納袋と、前記体腔内プローブに設けられ、被
検体外から照射された超音波の強度を検出する強度セン
サと、前記体腔内プローブに設けられ、被検体外から超
音波が照射される部位の温度を検出する温度センサと、
前記強度センサ及び温度センサからの各検出出力に基づ
いて、超音波が照射される部位の温度が所定の温度とな
るように、被検体外から照射される超音波の照射条件を
制御する制御手段とを有する。The ultrasonic treatment apparatus according to the present invention is, as means for solving the above-mentioned problems, a body cavity probe inserted into a body cavity of a subject and an outer periphery of the body cavity probe. A liquid storage bag provided along with a predetermined liquid, an intensity sensor provided on the intracavity probe for detecting the intensity of ultrasonic waves emitted from outside the subject, and an intracorporeal probe provided on the intracorporeal probe. , A temperature sensor that detects the temperature of a portion irradiated with ultrasonic waves from outside the subject,
Control means for controlling the irradiation condition of the ultrasonic wave irradiated from outside the subject so that the temperature of the part irradiated with the ultrasonic wave becomes a predetermined temperature based on each detection output from the intensity sensor and the temperature sensor. Have and.
【0012】このような本発明に係る超音波治療装置
は、制御手段が、それぞれ体腔内プローブに設けられた
強度センサ及び温度センサからの各検出出力に基づい
て、超音波が照射される部位の温度が所定の温度となる
ように、前記体腔内プローブの超音波の照射条件を制御
する。In the ultrasonic treatment apparatus according to the present invention as described above, the control means determines the location of the portion to which ultrasonic waves are applied based on the detection outputs from the intensity sensor and the temperature sensor provided in the body cavity probe. The ultrasonic irradiation conditions of the probe in the body cavity are controlled so that the temperature becomes a predetermined temperature.
【0013】これにより、腫瘍組織が死滅温度まで加温
されずに生き残ってしまう治療漏れや、過剰に加熱して
正常細胞までも死滅させてしまうような不都合を防止す
ることができ、的確に治療を行うことができる。With this, it is possible to prevent the treatment leakage in which the tumor tissue survives without being heated to the death temperature and the inconvenience that the excessive heating causes the normal cells to be killed. It can be performed.
【0014】[0014]
【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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】〔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 therapeutic apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the ultrasonic treatment apparatus is
It has an “ultrasonic treatment unit” and a “CT unit for positioning”.
【0016】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 irradiates a strong ultrasonic wave for treatment with one or a plurality of combined spherical ultrasonic vibrators 2, a coupling liquid 4 for guiding the strong ultrasonic waves to a patient 3, and It has an ultrasonic applicator 1 consisting of a water bag 5 for sealingly holding a coupling liquid 4.
【0017】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。At the time of treatment, this 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 with ultrasonic jelly or the like (not shown). Then, the focus 6 is made to coincide with the tumor 7, and the drive circuit 8 drives the ultrasonic transducer 2 to irradiate strong ultrasonic waves, and the treatment site that coincides with the focus 6 is treated at high temperature.
【0018】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 of the first embodiment, MRI is used as the CT unit for positioning. In this MRI, the patient 3 is set in a supine position on the electric table 8 and is placed in an imaging gantry (not shown) in which the static magnetic field coil 9, the gradient magnetic field coil 10 and the transmission / reception RF coil 11 are built. Sent in. At this time, the control circuit 1
By the control of 2, the table moving device 13 moves the table 8 and fixes the patient 3 at a predetermined position (A position).
【0019】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 by the console 16, and the patient 3
Image information of the multi-plane inside the body is stored in a memory (not shown). This three-dimensional information is C by the control circuit 12.
The image is displayed on the RT 17 in an arbitrary form such as a pseudo three-dimensional display using a wire frame, and this is frozen.
【0020】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 looking at the image of the inside of the body including the tumor 7 which is the treatment site. Here, the treatment plan refers to the scanning method of the focus 6 and the irradiation intensity / time / interval of ultrasonic waves.
【0021】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.
【0022】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 including potentiometers (not shown) attached to various parts of the mechanical arm 18, and the like. The control circuit 12 calculates from the information on the measured attachment positions of the MRI apparatus and the mechanical arm 18, and displays it on the MRI image of the CRT 17.
【0023】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 waves can be displayed together, which is considered to be useful for making a treatment plan in consideration of the influence of the bone in the middle.
The matching state 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.
【0024】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, the irradiation of ultrasonic waves is stopped at an intermediate or end of the treatment, 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 the above-described operation, and an MRI image around the tumor 7 is taken to examine the change in the living body.
【0025】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 data of this time are subtracted, the heat-denatured region can be clearly confirmed, and whether the treatment was sufficiently performed or insufficient. Can determine if retreatment 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.
【0026】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 it is possible to judge that the treatment is sufficiently completed by the determination of the treatment effect by MRI, the operator terminates the treatment. At this time, the control circuit 12 can retrieve the history of treatment conditions from the memory and output the treatment record from the CRT 17 or the printer 20.
【0027】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 experimentally confirmed that a change appears on an ultrasonic image due to temperature change or thermal denaturation, and treatment using this It is also possible to judge the effect.
【0028】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。In this way, in the first embodiment,
While the tumor shape can be accurately recognized from the three-dimensional information, the tumor can be heated to a high temperature by the intense ultrasound focused sharply, and thus the tumor can be necrotized by the high temperature degeneration with low invasiveness and effectively. Moreover, since the treatment can be performed while recognizing the degenerated region, the entire tumor can be treated throughout, and the risk of recurrence or metastasis due to treatment omission can be reduced. Furthermore, it is possible to prevent damage caused by applying excessively strong ultrasonic waves or excessively humidifying the living body or the probe in the body cavity, and perform safe treatment.
【0029】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 ultrasonic treatment can be performed while recognizing the three-dimensional shape of the tumor tissue imaged by MRI, it is possible to perform the treatment easily and accurately. Moreover, if the state after treatment is imaged by MRI, the treatment effect can be immediately known. Although the MRI is used as the three-dimensional image forming apparatus in this example, an X-ray CT scanner may be used.
【0030】〔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.
3 is a block diagram showing the configuration of the embodiment of FIG. In this embodiment, a phased array is used as a source of intense ultrasonic waves for treatment.
【0031】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 in which a circular flat plate ultrasonic transducer is divided into a radial direction and a circumferential direction, and an ultrasonic probe 2 for picking up an ultrasonic tomographic image is provided at the center.
01 is attached so that it can 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 an independent timing signal delayed by the phase control circuit 204 by a signal from the control circuit 12. As a result, the focus of ultrasonic waves is 6a in FIG.
As shown in 6b, it can be set in any place three-dimensionally.
【0032】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 "USP-4526168". At this time, the applicator position detection 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 image device 202. Further, the control circuit 12 also sends information on the set focus position by the phased array to the ultrasonic imaging apparatus 202. Therefore, it is possible to display the condition of the tumor 7 and the position of the focal point 6 which is the treatment site in real time on the ultrasonic imaging apparatus 202 during the treatment.
【0033】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.
Freeze image 4 of MRI before installing applicator 1a
01, the tomographic position 402 currently scanned by the ultrasonic probe 201, the focal region 403 of the therapeutic ultrasonic wave, and the incident path 404 of the therapeutic ultrasonic wave can be displayed in an overlapping manner.
【0034】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。Further, in this embodiment, the static magnetic field coil 9 and the gradient magnetic field coil 10 of the MRI have a Helmholtz shape and a working 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
Adjusting the orientation of 1 allows patient 3 from above (or below)
It is possible to directly attach the applicator 1 without changing the position of. As a result, it is not necessary to move the patient 3 in and out as in the first embodiment, and it is possible to reduce the time lag between treatment and observation and the risk of movement of the patient 3 during that time.
【0035】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 by the three-dimensional information and the treatment plan can be prepared in advance, the influence of obstacles and the like can be taken into consideration, and the treatment leakage and the shock wave irradiation to a dangerous place can be performed. In addition to being avoidable, the treatment can be advanced while monitoring whether the shock wave irradiation is performed according to the treatment plan, and the risk of erroneous irradiation can be reduced.
【0036】〔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 the configuration of the third embodiment of the present invention.
【0037】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, an ultrasonic wave generation source 31 has a plurality of piezoelectric elements arranged in a spherical shell shape 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 attached to the center of the ultrasonic wave generation source 31.
The ultrasonic probe 36 is configured to be slidable in the front-rear direction and rotatable, and is connected to an ultrasonic image diagnostic apparatus 38.
【0038】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 inside the patient 33 with ultrasonic waves.
【0039】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 phased array type piezo element is used to irradiate ultrasonic waves to a desired portion, 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 focus position, the sound field, and the heating / heating area without moving the applicator.
【0040】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 the control circuit 42. That is, during heating / heating, a burst signal of a constant voltage is continuously output. At this time, the power supply circuit 41 supplies power to the drive circuit. The configuration of the drive circuit 40 and the drive trigger pulse generation circuit 44 is described in “Japanese Patent Application No.
306106 ”.
【0041】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。Further, the control circuit 42 obtains the focal point 35, the sound field region and the heating / heating region placed at arbitrary positions, and outputs these information to the digital scan converter 39 (hereinafter
Output to DSC39).
【0042】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 and superimposes the treatment mode information, the virtual focus 35 in the phased array, the sound field region and the heating / heating region on the ultrasonic image generated by the ultrasonic image diagnostic apparatus 38. The image is CR
Displayed at T37. Further, in the heating region and the heating region, the focal position, the shape, etc. can be approximately calculated by the fluid equation, the heat absorption coefficient of the living body, etc.
【0043】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 the information from the ultrasonic image. These calculations are performed by the control circuit 42. In addition, the three-dimensional image of the tumor in the body is MRI
Alternatively, an image may be taken using an X-ray CT scanner.
【0044】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 the patient's body.
The tumor has a cross section at even intervals as shown in FIG.
The tumor 34 on the image as shown in FIG.
The image data input device 45 to read the contour information of
The three-dimensional image synthesized by the integral calculation in the control circuit 42 is again displayed on the CRT 37. This method is described in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 61-209643. Further, the contour information of the tumor may be input from the CRT 37 using the light pen 49.
【0045】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, the portion 48 heated and heated by irradiation calculated by the control circuit 42 is shown.
Is specified. At this time, the color at the time of calculus crushing and the color at the time of heating and heating are different. Therefore, the erroneous operation of excessively heating and heating does not occur.
【0046】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。Furthermore, in order to clarify the positional relationship between the tumor and the ultrasonic probe, the XYZ axes 47 are displayed on the three-dimensional image. Further, in order to create a three-dimensional image, the maximum vertical, horizontal, and height of the tumor displayed on the CRT 37 as shown in FIG. 7 are input by the image data input device 45, and the size is approximately the same as that of the tumor. The ellipsoid of the height may be integrated by the control circuit 42 and displayed on the CRT 37 as a three-dimensional image.
【0047】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 respective focal positions during continuous irradiation during heating and heating are separated as much as possible so that energy loss due to the influence of cavitation is reduced. .
【0048】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 sectioned in the vertical and horizontal directions by thicknesses of Δd1 and Δd2, respectively. This thickness is determined by calculation considering the focal point size and the heat absorption coefficient of the living body within a range in which heating and heating can be sufficiently performed when the ultrasonic waves are focused.
【0049】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. 9 (c). The focusing position is controlled by the control circuit. In this case, the range of focus movement is as shown in the figure.
A rectangle consisting of eight squares smaller than the focal size,
Do not irradiate the part of the tumor that has no outline. In this way, normal tissue is less destroyed.
【0050】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, by freely moving the focal position, not necessarily continuously, based on the area, a free treatment plan regarding the irradiation position becomes possible. In addition, by controlling the focus movement so that the loss of energy at the focus of strong ultrasonic waves due to the reflection of strong ultrasonic waves by the bubbles generated by cavitation, efficient use is made possible without wasting energy. 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 is clearly indicated on the ultrasonic image,
It does not cause an erroneous operation such as excessive heating and heating.
【0051】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。Therefore, a free treatment plan regarding the irradiation position becomes possible, and safe and accurate treatment can be achieved. Also,
Energy loss at the focus of strong ultrasonic waves due to the effect of cavitation is reduced, heating and heating can be done efficiently without wasting energy, and the time required for treatment is shortened, so the burden on the patient can be reduced. Like Note that the focus can be moved also by mechanically moving the ultrasonic transducer.
【0052】〔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 of the present invention will be described. In this example, MR
An intracorporeal coil 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,
Gradient magnetic field coil 10 Anderson (Gx, Gy) &
Maxwell (Gz) was provided, and a working hole 203 was provided in the center. Therefore, as shown in FIG.
When inserted into the patient's body, the applicator 1 can be directly mounted by only 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). As a result, it is not necessary to move the patient 3 in and out of the gantry, and it is possible to reduce the risk of the time difference between the treatment and the observation and the movement of the patient 3 during that time.
【0053】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 is completed and it is determined that the treatment is sufficiently completed by the determination of the treatment effect by MRI, the operator terminates 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.
【0054】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 intracavity probe. In this example, a probe is inserted into the rectum for the treatment of prostate cancer. Body cavity probe 27
Is a coil 11a inside the body cavity, a plurality of strong ultrasonic wave intensity sensors 61, a temperature sensor 60 on the side surface, a water bag 64 that fills the liquid around the body of the probe 27, and information from the probe 27 is controlled. Cable 63 for transmission to circuit 12
And a water-filling hose 62 for putting the liquid in and out of the water bag 64.
【0055】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 in the vicinity of the tumor 7 (prostate cancer) in the patient's body so as to be in a position where strong ultrasonic waves pass. Next, the water bag 6 that covers the surface of the probe 27 and is made of a highly elastic material.
4 is filled with the liquid (water) 65 by the control of the water circuit 66,
Prevent gas from entering the position where strong ultrasonic waves pass. In the present embodiment, the plurality of strong ultrasonic wave intensity sensors 61 (for example, PVDF film) and the temperature sensor 60 (for example, thermocouple) are mounted on the surface of the water bag 64 and do not come into contact with the liquid 65. The structure is in close contact with the intestinal wall 28. Further, since the plurality of sensors 60 and 61 are evenly attached to the side surface of the probe 27, it is not necessary to consider the orientation of the probe at the time of insertion.
【0056】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 intense ultrasonic waves from the applicator, the plural intense ultrasonic wave intensity sensors 61 and the temperature sensor 60 measure the intense ultrasonic wave intensity and 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 the difference is eliminated by changing the irradiation condition of the powerful ultrasonic waves.
The phase control circuit 204 is controlled.
【0057】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 the treatment, the liquid 65 in the water bag 64 becomes the water circuit 6
It circulates under the control of 6 and acts as a cooling agent for preventing damage to the intestinal wall due to heating. Although the treatment of prostate cancer has been described here, the same applies to tumors such as the bladder and uterus.
【0058】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 of using the intracavity probe has been described by applying the embodiment shown in FIG. 2, but it is applied to the embodiment shown in FIG. It is also possible. 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.
【0059】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 cancer treatment was explained in this example, it is clear that it can also be used for calculus crushing. Further, as shown in FIG. 4, on the CRT 17, on the freeze image 401 of the MRI before the applicator 1 is attached, the tomographic position 402 currently scanned by the ultrasonic probe 21 and the focal region 403 of the therapeutic ultrasonic wave are formed. The incident path 404 of the therapeutic ultrasonic waves can be displayed in an overlapping manner.
【0060】〔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, the fifth embodiment of the present invention will be described.
The embodiment will be described. In this embodiment, M
A three-dimensional image of the subject is obtained by the RI apparatus, 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. Then, both images are referred for diagnosis. Since the device is the same as that shown in FIG. 2, it will be described with reference to FIG.
【0061】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, the patient 3 is set in a supine position on an electric table, and is placed in an imaging gantry (not shown) in which the static magnetic field coil 9, the gradient magnetic field coil 10 and the RF coil 11 are built. It is sent by the table moving device 13 controlled by the control circuit 12.
【0062】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 by a predetermined sequence (for example, T2 weighted imaging method) instructed by 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 sent by the control circuit 12 to FIG.
As shown in (a), it can be displayed on the CRT 17 in an arbitrary form such as a pseudo three-dimensional display using a wire frame.
【0063】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 looking at the MRI image 71 inside the body including the tumor 7 which is the treatment site.
【0064】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 the scanning method / scanning range of the focus, the irradiation intensity / time / interval of ultrasonic waves, and the like. Also, on the CRT 17, not only the focus,
The tomographic position 73 currently scanned by the ultrasonic probe 201
The focal area 75 of the therapeutic ultrasonic wave and the incident path 74 of the therapeutic ultrasonic wave can be displayed, and it is considered to be useful for making a therapeutic plan in consideration of the influence of the bone in the middle. Furthermore, the scanning range 72 of the focus in the treatment plan can be shown, and the irradiation intensity, time, interval, etc. of ultrasonic waves can be displayed on the screen. During treatment, the color of the portion irradiated with ultrasonic waves changes so that the progress of treatment can be seen at a glance.
【0065】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 a side-by-side display of an image 71a obtained by reconstructing the same tomographic image as the current ultrasonic wave from the ultrasonic tomographic image and three-dimensional image data of MRI.
【0066】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。Since the reconstructed image 71a is displayed following the movement of the ultrasonic probe 201, the ultrasonic image currently being observed is compared with the image data used when the treatment plan was made before the surgery. It is possible to correctly grasp the positional relationship of.
【0067】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。On the other hand, if a large difference appears between the two screens, it is expected that the patient's body will move during the treatment, and repositioning will be performed. Also in these statues,
Not only the current focus, but also the tomographic position 73 currently 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 waves, the scanning range 72a of the focal point in the treatment plan when viewed on the slice, and the irradiation intensity of the ultrasonic waves.
Time and interval can be displayed on the screen.
【0068】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。Although the reconstructed image has the same scale as the ultrasonic tomographic image, it can be enlarged or reduced. FIG.
The images of (a) and (b) can be displayed simultaneously.
The ultrasonic 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.
【0069】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 detection device 19 and the control circuit 12 check whether the position of the focus 6 and the initially determined focus position of the treatment plan match, and the control circuit 12 instructs the drive circuit 8a to start ultrasonic irradiation. Then, the treatment is started.
【0070】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 according to a predetermined treatment plan, but can be manually performed. If the treatment plan is deviated during manual treatment, a warning sound, a screen display, etc. (not shown) is provided. However, when the surgeon determines that it is necessary, the treatment plan stored in the control circuit 12 is set in the console 1
6 or by input from a light pen (not shown).
【0071】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。Further, in this embodiment, since the work hole 203 is provided at the center of the MRI gantry, the transmission / reception R
If the direction of the F coil 11 is adjusted, the applicator 1 can be directly moved from above (or below) without changing the position of the patient 3.
It is possible to directly mount by simply moving the mechanical arm 18 up and down. As a result, it is not necessary to move the patient 3 in and out of the gantry, and it is possible to reduce the risk of the time difference between the treatment and the observation and the movement of the patient 3 during that time. The patient may be moved by the table moving device 13 by dividing the MRI imaging unit and the treatment unit using high-intensity ultrasound.
【0072】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 irradiation of ultrasonic waves is stopped at a time when it is considered to be the middle or end of the initial treatment plan, the applicator 1 is removed from the patient 3, and the progress of treatment is observed. This is performed in the same manner as the above-mentioned operation, and an MRI image around the tumor 7 is taken to examine the change in the living body. Here, as described in the above “action”, the T stored in the memory before the treatment
By subtracting the data of the 2-weighted image and the data of this time, the heat-denatured region can be clearly confirmed, and it can be judged whether the treatment was sufficiently performed or whether the treatment was insufficient and retreatment was necessary. It is also possible to incorporate this into the treatment plan from the beginning and automatically take an image at every predetermined treatment time.
【0073】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 is judged by the MRI treatment effect that the treatment is sufficiently completed, the operator finishes the treatment. At this time, the control circuit 12 can retrieve the history of treatment conditions from the memory and output the treatment record from the CRT 17.
【0074】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 body cavity coil may be used as the RF coil for transmission and reception. Further, although the phased array is used for the ultrasonic transducer, this may be an annular array, or the applicator may be mechanically moved to move the focus.
【0075】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 treatment of the tumor has been described in the present embodiment, this can be similarly applied to the device for crushing and treating the calculi in the body with high-intensity ultrasound.
【0076】[0076]
【発明の効果】本発明に係る超音波治療装置によれば、
体外から照射される強力超音波の強度やそれによる治療
部位の温度を検出するのに、通過位置に気体が入ること
による悪影響を防止することができる。このため、腫瘍
組織が死滅温度まで加温されずに生き残ってしまう治療
漏れや、過剰に加熱して正常組織までも死滅させてしま
うような不都合を防止することができ、的確な治療を可
能とすることができる。According to the ultrasonic treatment apparatus of the present invention,
In detecting the intensity of strong ultrasonic waves emitted from the outside of the body and the temperature of the treatment site due to the intensity, it is possible to prevent the adverse effect of gas entering the passage position. For this reason, it is possible to prevent leakage of treatment in which the tumor tissue survives without being heated to the death temperature, and inconvenience such as excessive heating and killing even normal tissue, which enables accurate treatment. can do.
【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 therapeutic 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 showing 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 of 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 of 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 ultrasonic wave irradiation sequence.
【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 tumorous 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 diagram showing an intracavity probe and an instrument attached 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 of each coil of a patient 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 1 Applicator 2 Ultrasonic transducer 3 patients 4 Coupling liquid 5 water bags 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 Transmitter / receiver circuit 16 consoles 17 CRT 18 mechanical arm 19 Applicator position detection device 20 printers 27 Intracavitary probe 28 Intestinal wall 31 High-power ultrasonic source 32 water bags 33 patients 34 tumor 35 focus 36 Ultrasonic probe 37 CRT 38 Ultrasound image diagnostic equipment 39 Digital Scan Converter 40 drive circuit 41 Power circuit 42 Control circuit 43 Delay circuit 44 Drive trigger pulse generation circuit 45 Image data input device 46 3D image of tumor in vivo 47 XYZ axes 48 Places that are heated or heated 49 light pen 60 temperature sensor 61 Ultrasonic intensity sensor 64 water bags 65 water 71 MRI image 72 scan range 73 Fault position 75 Focus area 201 Ultrasonic probe 202 Ultrasound Imaging System 203 Working hole 204 Phase control circuit 401 images 402 Fault position 403 Focus area 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 (56)参考文献 特開 平2−239856(JP,A) 特開 昭63−51853(JP,A) 特開 昭63−77440(JP,A) 特開 平1−151450(JP,A) 特開 昭62−284649(JP,A) 特開 平2−121660(JP,A) 国際公開91/3208(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 17/22 330 A61B 8/00 A61B 18/00 A61N 7/02 (72) Inventor Yoshiharu Ishibashi 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research Institute Co., Ltd. In-house (72) Inventor Kozo Sato 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Akio Ito 1-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Toshiba Corporation Head office (56) Reference JP-A-2-239856 (JP, A) JP-A-63-51853 (JP, A) JP-A-63-77440 (JP, A) JP-A-1-151450 (JP, A) JP-A-62-284649 (JP, A) JP-A-2-121660 (JP, A) International publication 91/3208 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) A61B 17/22 330 A61B 8/00 A61B 18/00 A61N 7/02
Claims (5)
ーブと、前記体腔内プローブの外周に沿って設けられ、
所定の液体で満たされる液体収納袋と、前記体腔内プロ
ーブに設けられ、被検体外から照射された超音波の強度
を検出する強度センサと、前記体腔内プローブに設けら
れ、被検体外から超音波が照射される部位の温度を検出
する温度センサと、前記強度センサ及び温度センサから
の各検出出力に基づいて、超音波が照射される部位の温
度が所定の温度となるように、被検体外から照射される
超音波の照射条件を制御する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. A body cavity probe to be inserted into a body cavity of a subject, and a body cavity probe provided along an outer periphery of the body cavity probe,
A liquid storage bag filled with a predetermined liquid, an intensity sensor provided in the body cavity probe for detecting the intensity of ultrasonic waves irradiated from outside the subject, and an intensity sensor provided in the body cavity probe from outside the subject A temperature sensor that detects the temperature of the part irradiated with the sound wave, and based on the detection outputs from the intensity sensor and the temperature sensor, the temperature of the part irradiated with the ultrasonic wave becomes a predetermined temperature An ultrasonic treatment device, comprising: a control unit that controls an irradiation condition of ultrasonic waves emitted from the outside.
は、前記体腔内プローブの外周に沿って複数設けられて
いることを特徴とする請求項1記載の超音波治療装置。2. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the intensity sensors and / or temperature sensors are provided along the outer circumference of the intracavity probe.
ブを冷却するための冷却水が収納されており、前記液体
収納袋に接続され、該液体収納袋内の冷却水を循環させ
る冷却水循環手段を有することを特徴とする請求項1お
よび請求項2のいずれか1項記載の超音波治療装置。3. The liquid storage bag stores cooling water for cooling the probe in the body cavity, is connected to the liquid storage bag, and circulates the cooling water in the liquid storage bag. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 1, further comprising means.
磁場を印加する静磁場コイルと、被検体外に設けられ、
被検体に対して勾配磁場を印加する勾配磁場コイルと、
前記体腔内プローブに設けられ、前記静磁場及び勾配磁
場が印加された被検体に所定の高周波磁場を印加する体
腔内コイルと、前記静磁場及び勾配磁場が印加された被
検体に、前記体腔内コイルからの所定の高周波磁場が印
加されることで発生する共鳴信号を検出する共鳴信号検
出手段と、前記共鳴信号検出手段からの検出出力に基づ
いて核磁気共鳴画像を形成する核磁気共鳴画像形成手段
とを有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のう
ち、いずれか1項記載の超音波治療装置。4. A static magnetic field coil, which is provided outside the subject and applies a static magnetic field to the subject, and provided outside the subject,
A gradient magnetic field coil for applying a gradient magnetic field to the subject,
An intracorporeal coil that is provided in the intracavity probe and applies a predetermined high-frequency magnetic field to the subject to which the static magnetic field and the gradient magnetic field have been applied; Resonance signal detection means for detecting a resonance signal generated by applying a predetermined high frequency magnetic field from a coil, and nuclear magnetic resonance image formation for forming a nuclear magnetic resonance image based on the detection output from the resonance signal detection means. The ultrasonic treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
は、所定の大きさの開口孔を有することを特徴とする請
求項4記載の超音波治療装置。5. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 4, wherein the static magnetic field coil and the gradient magnetic field coil have opening holes of a predetermined size.
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