(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体の領域に配置される組織における選択された組織部分の近くに位置する針に結合される加熱タインの画像を生成するデバイスにおいて、
−前記領域の超音波画像データを受信する手段と、
−前記選択された組織部分を囲む前記組織に前記加熱タインを用いてもたらされる熱歪を前記受信超音波画像データから推測し、前記推測された組織熱歪から、前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの相対位置を推定する手段と、
−前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの相対的な位置を示す前記領域の画像を生成するため、前記推定された相対位置を表す位置データと前記受信超音波画像データとを結合する手段とを有する、デバイス。
【請求項２】
前記組織熱歪が、前記組織の局所化された体膨張及び局所化された音速変化に対応する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記受信超音波画像データから組織熱歪が推測され、前記受信超音波データにおける体積に基づき、前記推定された組織熱歪から２次元又は３次元熱歪画像が生成される、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記２次元又は３次元熱歪画像から、前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの位置データが推定され、受信超音波画像データにより規定される各画像が、前記推定された位置データとオーバレイされる、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記２次元又は３次元熱歪画像から、前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの位置データが推定され、修正された画像を生成するため、受信超音波画像データにより規定される各画像を規定する前記データと前記位置データとが結合される、請求項３に記載のデバイス。
【請求項６】
少なくともスペックル追跡技術、ドップラーベースの技術、並びに局所的な音速及び／又は局所的な温度における変化から推定される情報から前記加熱タインの位置を推定することができる任意の技術を有するグループにおいて選択される技術を用いて、前記受信超音波画像データから前記組織熱歪が推定される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記受信超音波画像データが、３次元超音波ボリューム画像データである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
体の領域に配置される組織における選択された組織部分に対して、針に結合される加熱タインを位置決めするデバイスにおいて、
−前記領域のリアルタイムをスクリーンに表示するため、前記領域における超音波画像データを取得する手段と、
−前記針を位置決めし、前記表示されたリアルタイム画像の助けを借りて前記選択された組織部分の近くで前記加熱タインを展開する手段と、
−前記加熱タインを用いて、組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つの温度までプレ加熱する手段と、
−前記取得された超音波画像データから前記組織熱歪を推測し、前記推測された組織熱歪から前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの相対位置を推定する手段と、
−少なくとも１つの前記加熱タインの現在の位置が調整される必要があるかを決定するため、前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの相対位置を示す、前記領域のリアルタイム画像を前記スクリーンに表示する手段とを有する、デバイス。
【請求項９】
針に結合される加熱タインを用いて体の領域に配置される組織における選択された組織部分を切除するデバイスにおいて、
−前記領域のリアルタイム画像をスクリーンに表示するため、前記領域における超音波画像データを取得する手段と、
−前記針を位置決めし、前記表示されたリアルタイム画像の助けを借りて前記選択された組織部分の近くで前記加熱タインを展開する手段と、
−前記加熱タインを用いて、組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つの温度までプレ加熱する手段と、
−前記取得された超音波画像データから前記組織熱歪を推測し、前記推測された組織熱歪から前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの相対位置を推定する手段と、
−前記選択された組織部分に対する少なくとも１つの前記加熱タインの現在の位置を必要ならば調整するため、前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの相対位置を示す、前記領域のリアルタイム画像を前記スクリーンに表示する手段と、
−組織細胞破壊を介して前記加熱される組織から前記選択される組織部分の切除を可能にする少なくとも１つの温度まで必要な時間の間、前記加熱タインを用いて前記組織を加熱する手段とを有する、デバイス。
【請求項１０】
前記加熱タインを介して無線周波数励起を用いて前記組織がプレ加熱される、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
およそ３７°からおよそ５０°まで温度を増加させることにより、プレ加熱が実行される、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
少なくともスペックル追跡技術、ドップラーベースの技術、並びに局所的な音速及び／又は局所的な温度における変化から推定される情報から前記加熱タインの位置を推測することができる任意の技術を有するグループにおいて選択される技術を用いて、前記取得超音波画像データから前記組織熱歪が推定される、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１３】
組織細胞破壊を実現するため、およそ５０°からおよそ９０°まで温度を増加させることにより、前記組織が加熱される、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１４】
体の領域に配置される組織における選択された組織部分の近くに位置する針に結合される加熱タインの画像を生成する方法において、
−前記領域の超音波画像データを受信するステップと、
−前記選択された組織部分を囲む前記組織に前記加熱タインを用いてもたらされる熱歪を前記受信超音波画像データから推測し、前記推測された組織熱歪から、前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの相対位置を推定するステップと、
−前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの相対的な位置を示す前記領域の画像を生成するため、前記推定された相対位置を表す位置データと前記受信超音波画像データとを結合するステップとを有する、方法を実行することを可能にする命令を有するコンピュータープログラム。
【請求項１５】
針に結合される加熱タインを用いて体の領域に配置される組織における選択された組織部分を切除するデバイスであって、
前記領域において超音波画像データを取得し、前記取得された超音波画像データからリアルタイム画像を生成する手段と、
−前記リアルタイム画像を表示するスクリーンと、
−オペレータが、前記表示されたリアルタイム画像を見つつ、前記針を位置決めし、前記選択される組織部分の近くで前記加熱タインを展開することを可能にする手段と、
−組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つのプレ加熱温度まで、前記加熱タインに、前記選択された組織部分の近くで前記組織を加熱させる手段と、
−前記取得された超音波画像データから前記組織熱歪を推測し、前記推定された組織熱歪から前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの相対位置を推定する手段と、
−前記オペレータが、前記加熱タインが前記所望の領域に位置するかを決定すること及び少なくとも１つの前記加熱タインの前記位置を調整することを可能にするため、前記選択された組織部分に対する前記加熱タインの前記相対位置を示す熱歪情報と共に前記領域のリアルタイム画像を前記スクリーンが表示することを強要するよう、前記推定された相対位置を表す位置データと前記取得された超音波画像データとを結合する手段とを有する、デバイス。
【請求項１６】
請求項１乃至１３のいずれかに記載のデバイスによって実行され、当該デバイスが有する各手段の機能を実現させる、コンピュータープログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体の領域に配置される組織における選択された組織部分の周りにある針に結合される加熱タイン(heating tine)のアレイの画像の生成に関し、及び特にこの選択された組織部分を切除するためのこのアレイの位置決め支援に関する。
【０００２】
ここでは「切除する」は、細胞破壊（又は死）をもたらすため、組織を加熱することからなる処理を意味する。「死んだ組織」は、例えばリンパ系を介して体により除去され、瘢痕組織によって置換される。
【背景技術】
【０００３】
当業者に知られているように、今や、例えば腫瘍（例えば肝臓腫瘍（原発性及び転移の両方）又は腎腫瘍又は他の子宮フィブロイド）といった選択された組織部分の切除は、位置ガイダンスのためスクリーン上へ表示されるリアルタイム画像の助けを借りて、加熱タインのアレイに結合されるリモートで制御可能な針を用いて、オペレータ（一般に外科医、放射線科医又は介入放射線医）により最小侵襲的方法において行われることができる。この加熱タインは、針から展開されることができる。
【０００４】
選択された組織部分を切除するのに、オペレータは、この領域のリアルタイム画像をスクリーン上へ表示するべくこの選択された組織部分を有する領域における画像データを得ることができ、次に、表示されたリアルタイム画像の助けを借りて選択された組織部分の近くに針を配置して加熱タインを展開することができ、最終的に、選択された組織部分に細胞破壊をもたらすよう構成される温度で、この選択された組織部分の近くの組織を加熱タインを用いて加熱することができる。
【０００５】
例えば、組織加熱は、加熱タインを介して無線周波数（ＲＦ）励起により実行されることができる。この場合、切除技術は、無線周波数切除（又はＲＦＡ）と呼ばれる。この種の切除方法は、例えば米国特許第７，０２５，７６７号及び米国特許出願公開第２００３／０２０８１９７号において説明される。
【０００６】
ＲＦＡ技術の場合、超音波（又はエコー）画像を介した支援（又はガイダンス）が広く使われている。なぜなら、この支援は、例えばコンピューター断層撮影（又はＣＴ）及び磁気共鳴撮像（又はＭＲＩ）といった他の画像取得技術以上の空間及び時間的利点を提供するからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記切除方法が実効的であるよう、タインのアレイは、角度において一様に展開されなければならず、可能であれば後退湾曲することもできる。しかし、（組織及び血管における堅さを含む）組織及び血管における不均質性が原因で、実際の加熱タインの一様な展開が、しばしば実現されず、これは、局所切除を不可能にするコールドスポットを生み出すか、及び／又は加熱タインの平坦化をもたらす。この平坦化は、所望の球状又は環状形状ボリュームの代わりにピラミッド状の処置ボリュームを生成する。
【０００８】
加熱タイン展開を改善するために、切除される組織部分及び加熱タインのアレイの縁、並びに従って、切除される組織部分に対する加熱タインの相対位置を正確に視覚化することが必須である。しかし、特に、加熱タインのサイズ及び周辺組織の輝度が原因で、従来のＢモード超音波技術を用いての加熱タインの視覚化は、困難に見える（超音波ビームに対してうまく方向付けされる場合、加熱タインの部分又は加熱タインのサブセットの部分は視覚化されることができる）。
【０００９】
例えばＲＦＡ法の場合、ＲＦＡ効率及びＲＦＡがいつ完了するかを決定するため、しばしばタインの温度又は電気インピーダンス測定が用いられる。しかし、展開が部分的に不適当なとき、切除誤差が発生する場合がある。これは、要求より小さな切除領域を生じさせ、従って、所望の腫瘍領域切除の不完全な処置を生じさせる。
【００１０】
従って、本発明の目的は、例えば、これらの加熱タインの位置決めを改善するため、切除技術の効率を改善するため、及び誤差の発生を減らすため、選択された組織部分に対する加熱タインの相対位置を示す領域の画像を生成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的のために、本願は、体の領域に配置される組織における選択された組織部分の近くに位置決めされる針（Ｎ）に結合される加熱タイン（ＨＴ）の画像を生成する方法を提供する。この方法は、
−上記領域の超音波画像データを受信するステップと、
−上記選択された組織部分を囲む上記組織に上記加熱タイン（ＨＴ）を用いてもたらされる熱歪を上記受信超音波画像データから推測(estimating)し、上記推測された組織熱歪から、上記選択された組織部分に対する上記加熱タイン（ＨＴ）の相対位置を推定(deducing)するステップと、
−上記選択された組織部分に対する上記加熱タインの相対的な位置を示す上記領域の画像を生成するため、上記推定された相対位置を表す位置データと上記受信超音波画像データとを結合するステップとを有する。
【００１２】
本発明による画像生成方法は、別々に又は組み合わせて考慮される追加的な特性を含むことができる。例えば、
−上記組織熱歪は、上記組織の局所化された体膨張及び局所化された音速変化に対応することができる。
−上記受信超音波画像データから熱歪が推定されることができる。上記受信超音波データにおける体積(dimension)に基づき、上記推測された組織熱歪から２次元又は３次元熱歪画像（又はボリューム）が生成されることができる。
上記２次元又は３次元熱歪画像から、上記選択された組織部分に対する上記加熱タインの位置データが推定され、受信超音波画像データにより規定される各画像が、上記推定された位置データとオーバレイされることができる。
変形例において、上記２次元又は３次元熱歪画像から、上記選択された組織部分に対する上記加熱タインの位置データが推定され、修正された画像を生成するため、受信超音波画像データにより規定される各画像を規定する上記データと上記位置データとが結合されることができる。
−少なくともスペックル追跡技術、ドップラーベースの技術、並びに局所的な音速及び／又は局所的な温度における変化から推定される情報から上記加熱タインの位置を推測することができる任意の技術を有するグループにおいて選択される技術を用いて、上記取得超音波画像データから上記組織熱歪が推測されることができる。
−上記受信超音波画像データは、３次元超音波ボリューム画像データとすることができる。
【００１３】
本発明は、体の領域に配置される組織における選択された組織部分に対して、針（Ｎ）に結合される加熱タイン（ＨＴ）を位置決めする方法にも関し、この方法は、
−上記領域のリアルタイムをスクリーン（ＳＣ）に表示するため、上記領域における超音波画像データを取得するステップと、
−上記針（Ｎ）を位置決めし、上記表示されたリアルタイム画像の助けを借りて上記選択された組織部分の近くで上記加熱タイン（ＨＴ）を展開するステップと、
−上記加熱タイン（ＨＴ）を用いて、組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つの温度までプレ加熱するステップと、
−上記取得された超音波画像データから上記組織熱歪を推測し、上記推測された組織熱歪から上記選択された組織部分に対する上記加熱タイン（ＨＴ）の相対位置を推定するステップと、
−少なくとも１つの上記加熱タインの現在の位置が調整される必要があるかを決定するため、上記選択された組織部分に対する上記加熱タインの相対位置を示す、上記領域のリアルタイム画像を上記スクリーン（ＳＣ）に表示するステップとを有する。
【００１４】
上記撮像位置（即ち上記超音波プローブアレイ）が、画像の第１のセットが取得される上記元の位置から移動されない点を理解することが重要である。上記撮像平面が上記熱歪の「リアルタイム」処理を通して乱されることが最小限になるよう、及び上記加熱タインを強調するためこの平面が表示されるよう、超音波プローブは、同じ位置に留まらなければならない（例えば、医師により保持される）。
【００１５】
本発明による位置決め方法は、別々に又は組み合わせて考慮される追加的な特性を含むことができる。例えば、
−上記組織熱歪は、上記組織の局所化された体膨張及び局所化された音速変化に対応することができる。
−上記受信超音波画像データから熱歪が推測されることができる。上記取得された超音波データにおける体積に基づき、上記推測された組織熱歪から２次元又は３次元熱歪画像（又はボリューム）が生成されることができる。
上記２次元又は３次元熱歪画像から、上記選択された組織部分に対する上記加熱タインの位置データが推定され、表示されるリアルタイム画像が、上記推定された位置データとオーバレイされることができる。
変形例において、上記２次元又は３次元熱歪画像から、上記選択された組織部分に対する上記加熱タインの位置データが推定され、スクリーンに表示される修正されたリアルタイム画像を生成するため、各リアルタイム画像を規定する上記データと上記位置データとが結合されることができる。
−上記加熱タインを介して無線周波数励起を用いて上記組織がプレ加熱されることができる。
−およそ３７°からおよそ５０°まで温度を徐々に増加させることにより、組織のプレ加熱が実行されることができる（このプレ加熱温度は通常、細胞破壊をもたらすのに必要な温度より小さい）。
【００１６】
本発明は、針（Ｎ）に結合される加熱タイン（ＨＴ）を用いて体の領域に配置される組織における選択された組織部分を切除する方法も提供し、この方法は、
−上記領域のリアルタイム画像をスクリーン（ＳＣ）に表示するため、上記領域における超音波画像データを取得するステップと、
−上記針を位置決めし、上記表示されたリアルタイム画像の助けを借りて上記選択された組織部分の近くで上記加熱タイン（ＨＴ）を展開するステップと、
−上記加熱タイン（ＨＴ）を用いて、組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つの温度までプレ加熱するステップと、
−上記取得された超音波画像データから上記組織熱歪を推測し、上記推測された組織熱歪から上記選択された組織部分に対する上記加熱タイン（ＨＴ）の相対位置を推定するステップと、
−上記選択された組織部分に対する少なくとも１つの上記加熱タイン（ＨＴ）の現在の位置を必要ならば調整するため、上記選択された組織部分に対する上記加熱タイン（ＨＴ）の相対位置を示す、上記領域のリアルタイム画像を上記スクリーン（ＳＣ）に表示するステップと、
−組織細胞破壊を介して上記加熱される組織から上記選択される組織部分の切除を可能にする少なくとも１つの温度まで必要な時間の間、上記加熱タイン（ＨＴ）を用いて上記組織を加熱するステップとを有する。
【００１７】
斯かる切除方法は、上記位置決め方法に関して述べた追加的な特性のいずれをも有することができる。しかし、組織細胞破壊（又は死）を実現するためおよそ５０°からおよそ９０°まで温度を次第に増加させることにより、精密な位置調整の後組織が加熱されることもできる。
【００１８】
本発明は、実行されるとき、上記発明の方法を実行することを可能にする命令を有するコンピュータープログラムも提供する。
【００１９】
本発明は、針（Ｎ）に結合される加熱タイン（ＨＴ）を用いて体の領域に配置される組織における選択された組織部分を切除するデバイスを更に提供し、このデバイスは、
上記領域において超音波画像データを取得し、上記取得された超音波画像データからリアルタイム画像を生成する手段（ＭＡ）と、
−上記リアルタイム画像を表示するスクリーン（ＳＣ）と、
−オペレータが、上記表示されたリアルタイム画像を見つつ、上記針（Ｎ）を位置決めし、上記選択される組織部分の近くで上記加熱タイン（ＨＴ）を展開することを可能にする手段（ＭＰ）と、
−組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つのプレ加熱温度まで、上記加熱タイン（ＨＴ）に、上記選択された組織部分の近くで上記組織を加熱させる手段（ＭＨ）と、
−上記取得された超音波画像データから上記組織熱歪を推測し、上記推測された組織熱歪から上記選択された組織部分に対する上記加熱タイン（ＨＴ）の相対位置を推定する手段（ＭＥ）と、
−上記オペレータが、上記加熱タイン（ＨＴ）が上記所望の領域に位置するかを決定すること及び少なくとも１つの上記加熱タイン（ＨＴ）の上記位置を調整することを可能にするため、上記選択された組織部分に対する上記加熱タイン（ＨＴ）の上記相対位置を示す熱歪情報と共に上記領域のリアルタイム画像を上記スクリーン（ＳＣ）が表示することを強要するよう、上記推定された相対位置を表す位置データと上記取得された超音波画像データとを結合する手段（ＭＣ）とを有する。
【００２０】
本発明による画像生成デバイスは、別々に又は組み合わせて考慮される追加的な特性を含むことができる。例えば、
−その推測手段は、上記受信超音波画像データから、上記組織の局所化された体膨張及び局所化された音速変化を決定するよう、及び上記決定された局所化された体膨張及び局所化された音速変化から、組織熱歪を推測するよう構成されることができる。
−その推測手段は、上記受信超音波画像データから組織熱歪を推測するよう、及び上記受信超音波データにおける体積に基づき、これらの推測された組織熱歪から２Ｄ又は３Ｄ熱歪画像を生成するよう構成されることができる。
その結合手段は、（上記推測手段により推定される）上記位置データと受信超音波画像データにより規定される各画像とをオーバレイするよう構成されることができる。
・上記オーバレイされたデータは、２Ｄ又は３Ｄ超音波画像とすることができる。
変形例において、その結合手段は、修正された画像を生成するため、受信超音波画像データにより規定される各画像を規定する上記データと（上記推測手段により推定される）上記位置データとを結合するよう構成されることができる。
−その推測手段は、少なくともスペックル追跡技術、ドップラーベースの技術、並びに局所的な音速及び／又は局所的な温度における変化から推定される情報から上記加熱タインの位置を推定することができる任意の技術を有するグループにおいて選択される技術を用いて、上記受信超音波画像データから上記組織熱歪を推定するよう構成されることができる。
−上記受信超音波画像データは、３次元超音波ボリューム画像データとすることができる。
【００２１】
本発明は、体の領域に配置される組織における選択された組織部分に対して、針に結合される加熱タインを位置決めするよう意図されるデバイスも提供する。この位置決めデバイスは、
−上記領域において超音波画像データを取得し、これら取得された超音波画像データからリアルタイム画像を生成する手段と、
−上記リアルタイム画像を表示するスクリーンと、
−オペレータが、上記表示されたリアルタイム画像を見つつ、上記針を位置決めし、上記選択される組織部分の近くで上記加熱タインを展開することを可能にする手段と、
−組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つのプレ加熱温度まで、上記加熱タインに、上記選択された組織部分の近くで上記組織を加熱させる手段と、
−上記取得された超音波画像データから上記組織熱歪を推測し、上記推測された組織熱歪から上記選択された組織部分に対する上記加熱タインの相対位置を推定する手段と、
−上記オペレータが、上記加熱タインが上記所望の領域に位置するかを決定すること及び少なくとも１つの上記加熱タインの上記位置を調整することを可能にするため、上記選択された組織部分に対する上記加熱タインの上記相対位置を示す熱歪情報と共に上記領域のリアルタイム画像を上記スクリーンが表示することを強要するよう、上記推定された相対位置を表す位置データと上記取得された超音波画像データとを結合する手段とを有する。
【００２２】
本発明による位置決めデバイスは、別々に又は組み合わせて考慮される追加的な特性を含むことができる。例えば、
−その推測手段（ＭＥ）は、上記取得超音波画像データから、上記組織の局所化された体膨張及び局所化された音速変化を決定するよう、及び上記決定された局所化された体膨張及び局所化された音速変化から、組織熱歪を推測するよう構成されることができる。
−その推測手段（ＭＥ）は、上記取得超音波画像データから組織熱歪を推定するよう、及び上記取得超音波データにおける体積に基づき、上記推定された組織熱歪から２次元又は３次元熱歪画像を生成するよう構成されることができる。
−その結合手段（ＭＣ）は、上記推測手段（ＭＥ）により推定される上記位置データとそれぞれ表示されるリアルタイム画像とをオーバレイするよう構成されることができる。
−上記結合手段（ＭＣ）は、上記スクリーン（ＳＣ）に表示される修正されたリアルタイム画像を生成するため、上記推測手段（ＭＥ）により推定される上記位置データと各リアルタイム画像を規定する上記データとを結合するよう構成される。
−組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つのプレ加熱温度まで、上記加熱タイン（ＨＴ）に、上記選択された組織部分の近くで上記組織を加熱させる手段（ＭＨ）は、上記加熱タイン（ＨＴ）に無線周波数励起を用いて上記組織をプレ加熱させるよう構成される。
−組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つのプレ加熱温度まで、上記加熱タイン（ＨＴ）に、上記選択された組織部分の近くで上記組織を加熱させる手段（ＭＨ）は、上記加熱タイン（ＨＴ）に、およそ３７°からおよそ５０°まで上記組織の温度を次第に増加させるよう構成され、上記位置調整が実行されなければならないかをチェックするため一時停止を実行する。
−上記推測手段（ＭＥ）は、少なくともスペックル追跡技術、ドップラーベースの技術、並びに局所的な音速及び／又は局所的な温度における変化から推定される情報から上記加熱タインの位置を推定することができる任意の技術を有するグループにおいて選択される技術を用いて、上記取得超音波画像データから上記組織熱歪を推定するよう構成されることができる。
−それは、組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つのプレ加熱温度まで上記選択された組織部分の近くで上記組織を上記加熱タイン（ＨＴ）に加熱させる上記手段（ＭＨ）に、組織細胞破壊を介して上記加熱される組織から上記選択される組織部分の切除を可能にする少なくとも１つの加熱温度まで必要な時間の間、上記選択される組織の近くの上記組織を加熱させる命令を出す制御手段（ＭＯ）を更に有する。
−組織熱歪をもたらすよう構成される少なくとも１つのプレ加熱温度まで、上記加熱タイン（ＨＴ）に、上記選択された組織部分の近くで上記組織を加熱させる上記手段（ＭＨ）は、上記一時停止位置調整の後、上記加熱タイン（ＨＴ）に、およそ５０°からおよそ９０°まで上記組織の温度を徐々に増加させるよう構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による画像生成デバイスを含む、本発明による位置決めデバイスの実施形態の例を概略的及び機能的に示す図である。
【図２】切除される組織部分とこの組織部分周辺に展開されるタインのアレイに結合される針とを有する領域を上面表示で概略的に示す図である。
【図３】本発明による画像生成デバイスを含む、本発明による切除デバイスの実施形態の例を概略的及び機能的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び添付された図面を理解することで明らかになるだろう。
【００２５】
添付された図面は本発明を完成させるために機能するだけでなく、必要であれば、その規定に貢献するよう機能する。
【００２６】
冒頭部分で述べたとおり、本発明は、例えば、これらの加熱タインの位置決めを改善するため、切除技術の効率を改善するため、及び誤差の発生を減らすため、体の選択された組織部分に相対的である、針に結合される加熱タインの相対的な位置を示す領域の画像を生成することを目的とする。
【００２７】
この目的のため、本発明は特に、画像生成デバイス及び画像生成方法を提案する。
【００２８】
最初に、本発明による画像生成方法及び画像生成デバイスＤ１の実施形態の例を与えるため、図１及び２が参照される。非限定的な図示される例において、画像生成デバイスＤ１は、本発明による位置決めデバイスＤ２の実施形態の例の一部である。しかし、これは、必須でない。
【００２９】
位置決めデバイスＤ２は少なくとも、針Ｎに結合される加熱タインＨＴのアレイ、画像取得手段ＭＡ、スクリーンＳＣ、位置決め手段ＭＰ、加熱モジュールＭＨ、推測モジュールＭＥ及び結合モジュールＭＣを有する。推測モジュールＭＥ及び結合モジュールＭＣは、本発明による画像生成デバイスＤ１を構成する。
【００３０】
針Ｎは、患者の体に導入されることを目的とし、例えば肝臓腫瘍といった切除される組織部分ＴＰを有する領域において位置決めされる。例えば外科医、放射線科医又は介入放射線医といったオペレータは、位置決め手段ＭＰ（これは、当業者によく知られるマン／マシンインタフェースであり、従って、以下説明されない）を用いて、その位置をリモートで制御することができる。
【００３１】
針Ｎは、加熱タインＨＴを含む。一旦針の先端が位置決め手段ＭＰを用いて目標（即ち、切除される選択された組織部分）の所望の中心位置に配置されると、オペレータは、（デバイスのシリンジ又は生検針タイプを考慮して）展開を制御する内側シリンダを備える針軸を押す／引くことにより（更には位置決め手段ＭＰを用いて）、針が含む加熱タインＨＴを展開又は撤回することができる。こうして、オペレータは、加熱タインＨＴがどれくらい遠くまで展開されるかを制御する（通常、例えば２ｃｍの直径病変又は３ｃｍの直径病変を形成するのに、「内側チューブ軸」がどのくらい遠くまで押されるべきかを示すため、ＲＦ位置決め（Ｄ２）又は切除デバイスメーカーは、針軸上にマークを付ける。
【００３２】
加熱タインＨＴは、柔軟な電極であり、この電極の肢は組織を加熱することが可能である。一般に、加熱タインＨＴの位置は、一緒に調整される。しかし、いくつかのデバイスは、オペレータがすべての加熱タインＨＴの位置又は加熱タインのグループの位置を別々に調整することを可能にする。
【００３３】
加熱モジュールＭＨは、加熱タインがそれぞれ適用される組織の周囲の部分を加熱することを加熱タインＨＴに強要するために意図される。この加熱タインは、切除されるべく選択された組織部分ＴＰの周りに配置される。
【００３４】
例えば、加熱モジュールＭＨの制御下で、組織加熱は、加熱タインＨＴの肢を介して、無線周波数（ＲＦ）励起により実行されることができる。低温切除を介してそれらを凍らせることにより組織細胞を破壊することも可能である点に留意されたい。
【００３５】
選択された組織部分ＴＰ周辺に加熱タインＨＴの位置を調整する間実行される加熱フェーズが、選択された組織部分ＴＰを切除するためではなく、組織に熱歪をもたらすよう構成されるプレ加熱フェーズに過ぎないことを理解することが重要である。
【００３６】
選択されたＲＦパワーが加熱タインＨＴに印加されるとき、タインの肢が適用される組織ゾーンＴＺが、局所的及び急速に加熱される。これは、共に熱歪を規定する局所化された体膨張及び音速変動を生成する。
【００３７】
タインがおよそ３７°からおよそ５０°まで組織ゾーンＴＺの温度を次第に増加させるよう、例えばプレ加熱フェーズの間、加熱手段ＭＨが、加熱タインＨＴに対して次第に増加するＲＦパワーを提供することができる。このプレ加熱温度は通常、細胞破壊をもたらすのに必要な温度より低い。
【００３８】
この温度の漸進的増加の間、局所的な音速Ｃは、最も脂肪を含まない組織に対して疑似線形的に増加する。例えば、ヒト肝臓組織及び人間の筋肉の場合において、Pereira, F.R.、Machado, J.C. 、Foster, F.S.による文書「Ultrasound Characterization of Coronary Artery Wall In Vitro Using Temperature-Dependent Wave Speed」、IEEE UFFC 2003、vol 11にて説明されるように、温度Ｔにわたる音速変化（ｄＣ／ｄＴ  −  温度Ｔにわたる音速Ｃの微分）は、１度につき０．９０ｍ／ｓから１度につき１．４０ｍ／ｓの間に含まれる。従って、温度が１度上昇する場合、平均ひずみ（変形）はおよそ０．０８％に等しい。
【００３９】
プレ加熱フェーズの最終温度、好ましくは約５０°に達するとき、一時停止が発生する。後述により理解されるように、一時停止は、少なくとも１つのタインが調整される必要があるかをチェックすることを可能にする。この点に関しては、システムが中断されることをオペレータに知らせるプロンプトが、スクリーンに表示されることができる。
【００４０】
後述するように、オペレータが一時停止を止めたい場合、彼はこれを実行するため制御モジュールを起動させることができる。
【００４１】
画像取得手段ＭＡは、関心領域において超音波（又はエコー）画像データを取得すること、及びこれらの取得された超音波画像データからリアルタイム画像を生成することのために意図される。これらのデータは、関心領域の近くの患者の皮膚にオペレータにより配置される超音波プローブにより取得されることができる。
【００４２】
例えば、生成された画像は、Ｂモードタイプ又はコントラストタイプとすることができる。しかし、この画像は、３次元Ｂモード超音波画像、ドップラー画像、（例えば、ハーモニック撮像を介して得られる）Ｂモード画像の他の変形例、及びより一般的に、市販の超音波デバイス（又はマシン）で利用可能な任意のタイプの画像とすることもできる。
【００４３】
推測モジュールＭＥは、画像取得手段が生成するリアルタイム画像を規定するデータが供給される（又は受信する）ため、画像取得手段ＭＡに結合される。この推測モジュールは、（実際にプレ加熱ステップの間）画像取得手段ＭＡにより取得される超音波画像データから、プレ加熱によりもたらされる組織熱歪を推測するよう意図される。
【００４４】
例えば、組織温度が適切なフレームレートで１３°（３７°から５０°まで）上昇するとき、約１％（１３×０．０８パーセント／度）の熱歪が、超音波画像データから推定されることができる。推測モジュールＭＥは、例えば、スペックル追跡技術又はドップラーベースの技術を実現することにより、これらの熱歪を推定することができる。これらの技術は当業者により良く知られているので、以下説明されることはないだろう。
【００４５】
一旦推測モジュールＭＥが、選択された組織部分ＴＰ周辺のプレ加熱フェーズによりもたらされる組織熱歪を推測すると、この推測モジュールは、推測された組織熱歪からこの選択された組織部分ＴＰに対する、加熱タインＨＴの相対的な位置を推定する。
【００４６】
位置推定を容易にするため、推測モジュールＭＥは、２Ｄ又は３Ｄ熱歪画像を最初に構築し（体積は、受信超音波データにおける体積に依存する）、そして相対的な位置をこの２Ｄ又は３Ｄ熱歪画像から推定することができる。
【００４７】
結合モジュールＭＣは、加熱タインＨＴの相対的な位置を規定するデータと取得された超音波画像データとの両方が供給される、取得手段ＭＡ及び推測モジュールＭＥの両方に結合される。図２に示されるように、それは、取得された超音波画像データと位置データとを結合するよう意図され、選択された組織部分に対する加熱タインＨＴの相対的な位置を示す熱歪情報と共に関心領域のリアルタイム画像を表示することをスクリーンＳＣに強要するよう意図される。
【００４８】
結合モジュールＭＣは、少なくとも２つの異なる態様に基づき画像データと位置データとを結合することができる。
【００４９】
例えば、結合モジュールＭＣは、画像取得手段ＭＡにより生成され、それらの個別の推定された位置で加熱タインＨＴの個別の表示と共にスクリーンＳＣ上へ表示される各リアルタイム画像をオーバレイすることができる。言い換えると、切除する目標ゾーンに対する加熱タインＨＴの位置をユーザが特定することができるよう、加熱タインＨＴの超音波画像及び熱歪画像の両方が表示される。これは、いわゆる位置合わせ技術を用いて行われることができる。
【００５０】
変形例において、修正されたリアルタイム画像を生成するため、結合モジュールＭＣは、（画像取得手段ＭＡにより取得される）各リアルタイム画像を規定するデータと、それらの個別の推定された位置での加熱タインＨＴの個別の表示を表すデータとを結合（又は併合）することができる。従って、この場合、結合モジュールＭＣは、シーケンシャルに表示されるよう、修正されたリアルタイム画像をスクリーンＳＣに提供する。言い換えると、超音波画像データ（例えばＢモード画像）は、加熱タインＨＴから熱歪を抽出するよう、及び従って加熱タインＨＴの輪郭だけを抽出するよう処理される。そして、オーバレイされた画像における規則的なＢモード画像上で加熱タインの輪郭を本質的に描くよう、いくつかの追加的な画像処理技術が使用される。
【００５１】
スクリーンＳＣ上に単一画像を表示するか、又は例えば右の画像が規則的なＢモード画像であり、左の画像が結合された画像であるのように並んでいる画像を表示することが可能である。
【００５２】
針Ｎ及び加熱タインＨＴ担当のオペレータがスクリーンＳＣ上へ表示される画像を視覚化するとき、彼は、どの加熱タインＨＴが適切に位置決めされていないかを決定し、必要ならば切除開始の前にその位置調整を処理することができる。
【００５３】
本発明の文脈において、位置調整がタインの並進又は回転のいずれかをもたらすものとして意味することもできる点に留意されたい。
【００５４】
位置調整は、針にタインを撤回し、その後針の位置を変えないで再びタインを展開することを更に意味することができる。
【００５５】
この後者の方法は、全てのタインを正確な位置に配置することを実際可能にする。
【００５６】
本発明は、切除方法及び切除デバイスも提案する。
【００５７】
本発明による切除方法及び切除デバイスＤ３の実施形態の例を与えるため、以下図３が参照される。
【００５８】
切除デバイスＤ３は、位置決めデバイスＤ３と制御モジュールＭＯと呼ばれる追加的な要素とからなる全ての要素を有する。従って、図３に示されるように、切除デバイスは、針Ｎに結合される加熱タインＨＴのアレイ、画像取得手段ＭＡ、スクリーンＳＣ、位置決め手段ＭＰ、加熱モジュールＭＨ、推測モジュールＭＥ、結合モジュールＭＣ及び制御モジュールＭＯを少なくとも有する。
【００５９】
一旦切除デバイスが加熱タインＨＴの位置を調整し終え、その後選択された組織部分ＴＰの切除に進もうとする場合、この制御モジュールＭＯはオペレータにより起動される。
【００６０】
一旦起動されると、制御モジュールＭＯは、タインの肢がそれぞれ適用される組織ゾーンＴＺを加熱するよう加熱モジュールＭＨに命令を出す。この加熱タインは、切断される選択された組織部分ＴＰ周辺に配置される。
【００６１】
ここで、選択された組織部分ＴＰ周辺への加熱タインＨＴの精密な位置決めの後実行されるこの加熱フェーズが、組織細胞破壊を介して選択された組織部分ＴＰを切除するよう構成されることを理解することが重要である。
【００６２】
組織細胞破壊（又は死）を実現するためタインがおよそ５０°からおよそ９０°まで組織ゾーンＴＺの温度を次第に増加させるよう、例えばこの加熱フェーズの間、加熱手段ＭＨが、加熱タインＨＴに対して次第に増加するＲＦパワーを提供することができる。
【００６３】
細胞死（又は破壊）は、高温で発生する、及び必要な時間（通常は数分）にわたり高温が維持されるとき発生する。この目的のため、切除デバイスＤ３は、（オペレータが選択することができる）所望のピーク温度までＲＦパワーを増加させ、このピーク温度は、数分間保持される。ピーク温度及びこのピーク温度での加熱の持続時間は、切除する組織に一意である。ピーク温度に達した後、加熱タインＨＴが基準温度に達するためのクールダウン期間が存在し、オペレータは、加熱タインＨＴを針軸に撤回し、患者から針Ｎを除去する。加熱ゾーンにおける最終的な細胞破壊は、壊死組織ゾーンを生じさせることになり、体は標準の生理的挙動を介して死細胞を除去するだろう。
【００６４】
制御モジュールＭＯは、プレ加熱フェーズを始めるために、オペレータにより起動されることもできる。
【００６５】
組織の体膨張が、切除の加熱フェーズの間に推測モジュールＭＥによりまだ検出されることができる点に留意されたい。従って、推測モジュールＭＥは、選択された組織部分ＴＰの加熱を絶えず視覚化するために使用されることもできる熱歪画像を生成し続けることができる。
【００６６】
更に、生体内での熱歪測定が心臓運動及び／又は呼吸運動により影響を受ける場合があるので、例えば、患者息止めは、実行中(on board)の全身麻酔の有無にかかわらず想定され、ＥＫＧゲート取得は、収集される超音波画像データでの（同じ位置、即ち心臓運動が最小となる拡張終期での）心臓運動の影響を減らすのに役に立つ場合がある。必要に応じて、任意の他の運動補償法が、最終的な熱歪画像処理の前に使用されることができる。
【００６７】
少なくとも、推測モジュールＭＥ、結合モジュールＭＣ及び制御モジュールＭＯは、ソフトウェアモジュール又はソフトウェア及びハードウェアモジュールの組み合わせで実現されることができる。
【００６８】
本発明が図面及び前述の説明において詳細に図示され及び説明されたが、斯かる図示及び説明は、説明的又は例示的であると考えられ、本発明を限定するものではない。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。
【００６９】
図面、開示及び添付の特許請求の範囲の研究から、開示された実施形態に対する他の変形が、請求項に記載された発明を実施する当業者により理解され及び実行されることができる。
【００７０】
請求項において、単語「有する」は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載される複数のアイテムの機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
【００７１】
コンピュータープログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として光学的記憶媒体又は固体媒体といった適切な媒体に格納されることができるが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してといった他の形式で配布されることもできる。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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