(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被治療体を治療するために超音波を焦点に集束するよう構成された治療波発生手段と、
前記焦点付近の２次元面を超音波で走査することにより超音波断層像を得る手段と、
前記超音波断層像を得る手段の空間的座標を認識する第１の位置検出手段と、
Ｘ線透視により前記被治療体の空間的座標を認識する第２の位置検出手段と、
前記第１の位置検出手段および前記第２の位置検出手段から得られる相対的な位置座標に基づいて、前記超音波断層像上にマーカを表示する表示手段とを具備したことを特徴とする超音波治療装置。
【請求項２】
前記表示手段は前記２次元面に直交する方向に関する前記２次元面と前記被治療体との位置関係に応じて前記マーカの表示態様を変化させることを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、癌組織や結石等の被治療体を超音波により治療する超音波治療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波治療装置は、超音波を連続的に病変組織に照射して温熱効果により病変組織を治癒する連続波治療装置と、超音波を断続的に結石に照射してその衝撃力（音圧）により結石を破砕する結石破砕装置とに大別されるが、いずれも複数の超音波発生素子（ピエゾ素子）を１／４球状のフレーム内側に重ならないように貼付けた構造の治療波発生源を有しており、全超音波発生素子からの超音波が集束する焦点（球中心）において治療波が発生するという点において共通している。通常、このフレームの中央部は切り抜かれ、そこにペンシルタイプのＢモード用超音波プローブが挿入されている。このＢモード用超音波プローブは、超音波ビームを電子的にセクタスキャンして焦点付近の超音波断層画像を得る。この超音波断層画像のもとで、被治療体の位置を確認して焦点をそこに合わせたり、治療経過を随時確認できるようになっている。
【０００３】
しかし、全ての被治療体が超音波断層画像で捕捉し確認できるわけではなく、種類によっては周囲の臓器に埋もれて識別困難な場合がある。このようなケースに対処するものとして、近年、Ｘ線透視を用いて被治療体の空間的座標を認識し、この空間的座標に焦点を自動的に位置合わせする技術が実用化されている。
【０００４】
しかし、被曝の問題から、被治療体の空間的座標を認識した後、治療中はＸ線透視を停止する必要があり、治療状況の確認は超音波断層像上で行うしかないが、超音波断層像では上述したように被治療体像が識別しずらいので、治療中に治療状況を確認することが困難であった。また、一旦位置合わせが終了した後に、Ｂモード用超音波プローブ（フレーム）を、例えば肋間から覗き込むような、より見やすい位置に移動することがある。このとき、多くの場合、超音波のスキャン面から被治療体が外れてしまい、超音波断層像では被治療体像を識別しずらいので、再位置合わせが困難な状況になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、超音波断層像では識別しずらい被治療体像の確認を支援する超音波治療装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による超音波治療装置は、被治療体を治療するために超音波を焦点に集束するよう構成された治療波発生手段と、前記焦点付近の２次元面を超音波で走査することにより超音波断層像を得る手段と、前記超音波断層像を得る手段の空間的座標を認識する第１の位置検出手段と、Ｘ線透視により前記被治療体の空間的座標を認識する第２の位置検出手段と、前記第１の位置検出手段および前記第２の位置検出手段から得られる相対的な位置座標に基づいて、前記超音波断層像上にマーカを表示する表示手段とを具備する。
【０００７】
【作用】
本発明による超音波治療装置によれば、Ｘ線透視で認識した被治療体の空間的座標に応じた超音波断層像上の位置にマーカが表示される。つまり、マーカが存在する超音波断層像上の位置に、被治療体像が存在することになる。したがって、超音波では識別が難しい被治療体であっても、マーカを見ながら超音波断層像上で被治療体像を確認することが容易になる。これにより、治療中に超音波断層像で治療状況を確認することが可能となる。
【０００８】
【実施例】
以下図面を参照しながら本発明による超音波治療装置の好ましい実施例を説明する。なお、超音波治療装置としては、超音波を連続的に病変組織（被治療体）に照射して温熱効果により治癒する連続波治療装置と、超音波を断続的に結石（被治療体）に照射してその衝撃力（音圧）により破砕する結石破砕装置とが含まれるが、本発明ではそのいずれにも適用可能である。
【０００９】
図１は本実施例による超音波治療装置のブロック図である。ホストコントローラとしてのＣＰＵ１には、コントロールバスとデータバスを共有するバス２が接続される。バス２には、アプリケータ３、アプリケータ移動部６、焦点位置検出部７、Ｘ線透視ユニット８、Ｘ線透視系位置検出部９、表示コントローラ１０、表示ユニット１１、被治療体位置計算部１２、アプリケータ移動操作部１３が接続される。
アプリケータ３の治療波発生源４は、複数の超音波発生素子（ピエゾ素子）が傘状（１／４球状）のフレームの内側に互いに重なり合わないように取り付けられる。図示しないドライバは、治療波発生源２の各超音波発生素子から超音波を発生させるために、各超音波発生素子に高電圧（例えば１．５ＫＶ）を連続的又は断続的に印加する。治療波発生源４の各超音波発生素子から発生した超音波は、フレームの形状（曲率）により一義的に決まる球中心に集束し、焦点Ｆを形成し、治療波として被治療体に照射される。なお、治療波発生源４は、複数の超音波発生素子が平板状に配列されていてもよい。この場合の焦点形成は各超音波発生素子への電圧印加タイミングを周辺ほど遅くするいわゆる電子的遅延制御により行われる。さらに、この電子的遅延制御に代えて、超音波発生素子の前面に音響レンズを設けて、焦点を形成するようにしてもよい。フレームの中心部には穴が開けられ、そこにペンシル状のＢモード用超音波プローブ５が挿入され、焦点Ｆが超音波ビームによる２次元スキャン面内に含まれるように固定される。
【００１０】
アプリケータ移動部６は、アプリケータ３を空間的に移動することが可能に構成されている。上述したように、フレームに対して焦点Ｆの位置は一義的に決まるので、アプリケータ３が移動すると、それに応じて焦点Ｆも移動する。アプリケータ位置検出部７は、アプリケータ３の空間的座標を検出することが可能に構成されている。
【００１１】
Ｘ線透視ユニット８は、少なくとも第１と第２の２つの透視方向（Ｘ線束の中心線）から焦点及び被治療体付近をＸ線透視できるように構成されている。図２に示すように、Ｘ線透視ユニット４には、Ｘ線管２１と、Ｘ線像検出器２２と、Ｘ線管２１とＸ線像検出器２２とを対向した状態で保持する図示しないアームとと、第１と第２の２つの透視方向から透視できるようにアームを起倒可能に支持する図示しない起倒機構と、起倒機構を空間的に移動可能に支持する図示しない移動機構とから構成される。透視位置検出部９は、透視位置を検出することが可能に構成されている。透視位置とは、アームの起倒角と起倒機構の空間的位置とから特定される。Ｘ線管２１から放射されたＸ線束は、患者を透過してＸ線像検出器２２に到達する。Ｘ線像検出器２２は、Ｘ線像を電気信号に変換して出力できるように、例えばイメージインテンシファイア、光学系、ＴＶカメラから構成される。ＴＶカメラからの出力はビデオ映像信号として表示ユニット１１に送られ、表示コントローラ１０の制御のもとでＸ線透視画像として表示される。なお、起倒機構の代わりに、Ｘ線管２１及びＸ線像検出器２２と同様のペアを、中心線が交差するようにアームに保持するようにしてもよい。
【００１２】
被治療体位置計算部１２は、透視位置検出部９で検出された第１の透視方向で透視しているときの第１の透視位置と、第２の透視方向で透視しているときの第２の透視位置とに基づいて、被治療体の空間的座標を計算する。この被治療体の位置を求めるためのＸ線透視は、治療を開始する以前に実施される。具体的に説明する。オペレータは、例えば起倒角が０°の第１の透視方向（鉛直方向）から透視しているとき、Ｘ線透視画像を見ながら、図３（ａ）に示すようにＸ線透視画像の中心に被治療体像がくるように、移動機構を操作して起倒機構を移動する。次に、例えば起倒角が３０°の第２の透視方向（傾斜方向）からの透視に切り替え、オペレータは同様にＸ線透視画像を見ながらＸ線透視画像の中心に被治療体像がくるように、移動機構を操作して起倒機構を移動する。Ｘ線透視画像の中心に被治療体像があることは、Ｘ線管２１からＸ線像検出器２２へのＸ線束の中心線上に被治療体が存在することを意味する。したがって、図３（ｂ）に示すように両透視方向の中心線の交点ＣＰに、被治療体が存在することが理解される。被治療体位置計算部１２は、この原理にしたがって、両透視方向の中心線の２つの直線方程式から被治療体（交点ＣＰ）の空間的座標を計算する。
【００１３】
この被治療体の空間的座標データはＣＰＵ１に送られる。また、アプリケータ位置検出部７が検出したアプリケータ３の空間的座標データも同様にＣＰＵ１に送られる。ＣＰＵ１は、アプリケータ３の空間的座標データに基づいてスキャン面の空間的座標範囲を計算する。ＣＰＵ１は、スキャン面の空間的座標範囲と被治療体の空間的座標とに基づいて、スキャン面に対する被治療体の相対的な位置を求め、この相対的位置のデータを、表示コントローラ１０に供給する。
【００１４】
Ｘ線透視が終了して、超音波断層像を得る動作中に、表示コントローラ１０は、上記相対的位置に応じた超音波断層像上の位置に被治療体マーカを表示するように、表示ユニット１１を制御する。これにより超音波断層像内の被治療体マーカの位置に、被治療体像が存在することになる。ただし、スキャン面上に被治療体が存在しない場合も考えられる。これは、被治療体マーカが超音波断層像上に表示されないことは、Ｂモード用超音波プローブ５（フレーム）を、例えば肋間から覗き込むような、より見やすい位置にマニュアルで移動するような場合（勿論、被治療体像を超音波断層像上で識別困難なケースを想定している）、スキャン面内に被治療体を含まれるように操作することが難しくなる。これを解決するために、表示コントローラ１０は、スキャン面に直交する方向に関するスキャン面と被治療体との位置関係に応じて被治療体マーカの表示態様を変化させる。例えば、図４（ａ）に示すように、スキャン面が被治療体に対して第１の方向にずれているとき、図４（ｂ）に示すように、被治療体マーカは第１のデザインで表示される。また図５（ａ）に示すように、スキャン面が被治療体に対して第２の方向にずれているとき、図５（ｂ）に示すように、被治療体マーカは第２のデザインで表示される。さらに図６（ａ）に示すように、スキャン面内に被治療体が含まれて、スキャン面に直交する方向のずれが無いとき、図６（ｂ）に示すように、被治療体マーカは第３のデザインで表示される。被治療体マーカの表示態様としては、デザインでなく、表示色が変化することであってもよい。
【００１５】
フレームに対してＢモード用超音波プローブ５は固定されているので、スキャン面内における焦点Ｆの位置も固定される。表示コントローラ１０は、超音波断層像の固定された位置に焦点Ｆの焦点マーカを表示するように表示ユニット１１を制御する。
【００１６】
アプリケータ移動操作部１３は、一旦、オートの位置合わせが終了した後に、Ｂモード用超音波プローブ５（フレーム）を、例えば肋間から覗き込むような、より見やすい位置にマニュアルで移動するような場合に、超音波断層像を見ながらオペレータがアプリケータ３の移動を指示するための例えばジョイスティックであり、この操作にしたがって、アプリケータ移動部６はアプリケータ３を空間的に移動する。このときスキャン面が被治療体に対して上記直交方向にずれているときは、被治療体マーカの表示態様にしたがってアプリケータ３を移動すればよい。この直交方向のずれが解消された後も、スキャン面内でのずれが残っている場合が多いが、このずれは、超音波断層像に表示されている焦点マーカを見ながらアプリケータ３を移動することにより簡単に解消される。
【００１７】
以上のように本実施例によれば、被治療体像が超音波断層像上で識別困難な場合であっても、Ｘ線透視により求めた被治療体の空間的座標に基づいて、超音波断層像上に被治療体マーカが表示されるので、治療中に超音波断層像上で治療状況を確認できる。また、スキャン面と被治療体の位置がスキャン面に直交方向にずれていても、特有の表示態様で被治療体マーカが表示されるので、このずれの修正が簡単である。
本発明は上述した実施例に限定されることなく種々変形して実施可能である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明による超音波治療装置は、被治療体を治療するために超音波を焦点に集束するよう構成された治療波発生手段と、前記焦点付近の２次元面を超音波で走査することにより超音波断層像を得る手段と、前記超音波断層像を得る手段の空間的座標を認識する第１の位置検出手段と、Ｘ線透視により前記被治療体の空間的座標を認識する第２の位置検出手段と、前記第１の位置検出手段および前記第２の位置検出手段から得られる相対的な位置座標に基づいて、前記超音波断層像上にマーカを表示する表示手段とを具備した。したがって、超音波断層像では捕捉できないような種類の被治療体であってもＸ線透視ではとらえることができる。また、このＸ線透視画像中に焦点の位置を表すマーカが表示される。これにより、Ｘ線透視のもとで、マーカの動きを見ながら焦点を被治療体に位置合わせを行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の超音波治療装置のブロック図。
【図２】図１のＸ線透視ユニット及びアプリケータを示す図。
【図３】被治療体の空間的座標計算の原理を説明する図。
【図４】被治療体マーカの第１の表示態様を示す図。
【図５】被治療体マーカの第２の表示態様を示す図。
【図６】被治療体マーカの第３の表示態様を示す図。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、                    ２…バス、
３…アプリケータ、              ４…治療波発生源、
５…Ｂモード用超音波プローブ、  ６…アプリケータ移動部、
７…アプリケータ位置検出部、    ８…Ｘ線透視ユニット、
９…透視位置検出部、            １０…表示コントローラ、
１１…表示ユニット、            １２…被治療体位置計算部、
１３…アプリケータ移動操作部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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